EP1584355A2 - Trainingsgerät - Google Patents

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Publication number
EP1584355A2
EP1584355A2 EP05006695A EP05006695A EP1584355A2 EP 1584355 A2 EP1584355 A2 EP 1584355A2 EP 05006695 A EP05006695 A EP 05006695A EP 05006695 A EP05006695 A EP 05006695A EP 1584355 A2 EP1584355 A2 EP 1584355A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
torque generating
transmission shaft
training
generating device
frame
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP05006695A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1584355B1 (de
EP1584355A3 (de
Inventor
Dieter Miehlich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Milon Industries GmbH
Original Assignee
Miehlich Dieter
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Miehlich Dieter filed Critical Miehlich Dieter
Publication of EP1584355A2 publication Critical patent/EP1584355A2/de
Publication of EP1584355A3 publication Critical patent/EP1584355A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1584355B1 publication Critical patent/EP1584355B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B23/00—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body
    • A63B23/035—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously
    • A63B23/12—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously for upper limbs or related muscles, e.g. chest, upper back or shoulder muscles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • 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
    • A63B21/005—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices using electromagnetic or electric force-resisters
    • A63B21/0058—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices using electromagnetic or electric force-resisters using motors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • 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
    • A63B21/40—Interfaces with the user related to strength training; Details thereof
    • A63B21/4041—Interfaces with the user related to strength training; Details thereof characterised by the movements of the interface
    • A63B21/4047—Pivoting movement
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/50—Force related parameters
    • A63B2220/54—Torque

Definitions

  • the invention relates to a training device, in particular a strength training device, with a rotatably mounted on a device frame Transmission shaft on the one hand with a on the equipment rack recorded torque generating device and on the other hand with an exerciser that can be grasped by a training person interacts, and with an effective moment on the exercise organ detecting measuring device.
  • a training device of this type is known from DE 35 41 501 C2.
  • This known arrangement which is mounted on the device frame Transmission shaft via a chain with a sprocket trained connecting member of the torque generating device connected to a mounted on the device frame engine and a drivingly connected via a clutch to the engine Transmission has, regardless of the engine also on the device frame is attached.
  • a force sensor installed, in the known arrangement as an actual value pickup a motor associated control loop acts.
  • This in the chain built-in force sensor is inevitably one high stress and is therefore subject to high wear, so that disturbances are to be feared.
  • There is also the danger that the measured by the integrated into the chain measuring member Forces are distorted by disturbances, resulting in incorrect Can lead to measurement results.
  • EP 08 53 961 A1 shows a training device in which the torque generating device as a coherent housing arrangement having geared motor is formed, the connecting member interacts directly with the transmission shaft.
  • One Force measuring element for determining the effective on the exercise organ Moments is not provided here.
  • the Torque generating device as a contiguous Housing assembly comprising unit is formed with a drivable connecting member rotationally locked on the on the Device frame rotatably mounted transmission shaft added and this is pivotally suspended on the device frame and the over a force measuring element containing support means against rotation is supported on the device frame.
  • the measuring element is not located here in a movable component, but is integrated into a rigid torque arm, which despite simple construction ensures high reliability and accuracy.
  • the arrangement of the measuring element according to the invention ensures that already very small deviations of the actual value of one predetermined setpoint value, which is not just a allows very precise control of the torque generating device, but also the finding of finer, local muscle weaknesses or already slight muscle strengthening.
  • the torque generating device forming Assembly advantageously be arranged in a stable pendulum position. This relieves the load cell of the torque arm, resulting in advantageous effect on the achievable accuracy.
  • Another advantageous measure may be that the torque generating device forming unit over the transmission shaft is cantilevered on the equipment rack. This results in a very compact design and easy mounting option.
  • the maximum rotation angle of the transmission shaft may be appropriate be limited by a stop device. This facilitates the Control of the torque generating device.
  • the Torque generating device associated with the structural unit Support device integrated force transducer a strain gauge (DMS) included.
  • DMS strain gauge
  • Such a force measuring element is in advantageously very compact and robust. Another advantage is that such a force measuring element electrical output signals generated what the further processing of these signals in an electronic computing device, etc. easier.
  • the force measuring element in the region of the transmission shaft the remote end of the torque generating device forming structural unit arranged.
  • the figures 1 and 2 underlying strength training device contains a functioning as an exercise organ crank 1, the reciprocating is movable.
  • the crank 1 is detected by the exerciser and in an active practice phase, overcoming one moved at their attacking reaction torque and in the passive Exercise phase against the effect of a driving torque held or braked. These may be train movements and / or push movements.
  • the device side the crank 1 torque is applied by means of a torque generating device generated as a geared motor with a Electric motor 2 and a reduction gear 3 is formed is.
  • the housing of the electric motor 2 is connected to the housing of the reduction gear 3 flanged so that the torque generating device forming gear motor with a unit 4 with forms a coherent housing arrangement.
  • the electric motor 2 can be switched to achieve a reversal of motion.
  • the torque generating device and the crank 1 are drivingly connected together by a transmission shaft 5.
  • the transmission shaft 5 is rotatable on a device frame 6 stored and carries on the one hand the crank 1 and on the other hand, the Torque generating device forming unit 4.
  • the Transmission shaft 5 passes through a frame side provided bearing bush 7 and is rotatably mounted in this.
  • This storage is expediently designed as a ball bearing, in an advantageous manner is particularly resistant, what distortions of the result counteracts a torque measurement.
  • a double ball bearing with two at the ends of the bearing bush 7 arranged ball bearings 25 are provided.
  • the bearing bush 7 is fixed to a frame-side cross member 8, which on the outside is mounted by two frame-side stanchions.
  • crank 1 bearing Sleeve 9 On the opposite to the bearing bush 7 outwardly projecting End portion of the transmission shaft 5 is a crank 1 bearing Sleeve 9 added.
  • the Torque generating device forming assembly 4 was added. This is with an element of the gear train of the reduction gear 3 forming connecting member 10 provided on the inner portion of the transmission shaft 5 is attached and rotatably cooperates with this.
  • the connecting member 10 is by indicated in Figure 1 bearing 26 rotatably in the housing of the transmission 3 of the unit 4 stored.
  • a gear 11 is provided with a hub 12 into which the Transmission shaft 5 engages the rotationally connected thereto is.
  • a key 13 is provided for this purpose.
  • the unit 4 and on the other hand, the crank 1 bearing, in the bearing bush 7 rotatably mounted transmission shaft. 5 practically results in a flying, frame-side mounting of the unit 4 and the crank 1.
  • Assembly 4 is supported by a support means 14 in both Directions against rotation supported on the device frame 6.
  • This is provided a linkage.
  • the support means 14 includes a two-legged bracket 15, with one leg on the housing assembly the unit 4 is attached and the other Leg flanked by the electric motor 2 and at its free end is hinged to a force measuring element 16, on the other hand to a adjacent stand spar 17 of the equipment rack 6 is articulated.
  • Of the Bracket 15 results in a comparatively large distance of the force measuring element 16 formed by the axis of the transmission shaft 5 Rotary axis of the unit 4 and thus a comparatively big lever arm.
  • the housing of the reduction gear 3 offers good ways to attach the bracket 15. This is therefore with its side facing away from the force measuring element 16 leg on Housing of the reduction gear 3 attached and flanked with his other leg the electric motor 2.
  • To relieve the Force measuring element 16 is the assembly 4 in a stable pendulum position, d. H. Equilibrium position, by the support means 14 on the device frame 6 supported so that when unloaded crank 1 and the Force measuring element 16 is unloaded.
  • crank 1 is in the direction of rotation of the person practicing or the engine moved back and forth.
  • the maximum swing angle is limited.
  • the connecting member 10 by cross transmission shaft 5 at her the housing of the reduction gear. 3 towering, crank-off end with a through a patch Cam formed radial projection 18 provided with the one attached to the housing of the reduction gear 3, solid counter-attack 19 cooperates.
  • the force measuring element 16 measures a force, taking into account the distance from the axis of the axis of rotation of the unit 4th acting transmission shaft 5 results in a moment, which is practical the reaction torque to that at the with the transmission shaft. 5 connected crank 1 attacking moment represents. As a result of provided articulation are opposing load directions possible.
  • the force measuring element 16 is therefore expediently designed that it responds in every direction of force. Because the distance of the Force measuring element 16 is structurally predetermined by the axis of rotation, provide the measured values recorded by the measuring element 16 for Moment directly proportional values.
  • the output of the measuring element 16 is via a signal line 20 with an electronic computing device 21 connected, which the measured values in the desired Way processed.
  • the signal transmission between Force measuring element 16 and computing device 20 is carried out expediently electrical ways.
  • the force measuring element 16 therefore contains advantageous a strain gauge (DMS) that directly generates electrical signals, so that a conversion can be omitted.
  • DMS strain gauge
  • the force measuring element 16 practically forms one of the computing device 20 associated actual value transducer.
  • the computing device 20 can e.g. as a controller of the electric motor 2 associated control circuit act.
  • To make the measured values visible can the computing device 20 indicated in the example shown Display device 22 in the form of a screen or be associated with the like.
  • Display device 22 in the form of a screen or be associated with the like.
  • active movement force curve 23 the one indicated at 24, for example, a weakness of a particular Muscle's irregularity due to the practitioner having. This information allows the training to vote for a targeted strengthening of the weakened muscle.
  • By storing the recorded values over a longer period Period can also be indicated by a broken line Document training success.
  • the electric motor 2 can be designed as a directly controllable motor be. It would also be possible, the electric motor 2 in the Unit 4 integrated, adjustable friction clutch, for example in Shape of an eddy current coupling, assign and these depending from the measured values of the force measuring element 16.
  • the electric motor be designed as a three-phase motor, as a power part Frequency converter is assigned, by means of which the frequency and the strength of the electric current supplied to the rotary current adjustable are, the current strength at least depending on the desired Torque is adjustable and where the frequency is so adjustable is that the speed of the rotating field of the electric motor supplied three-phase current by a predetermined slip speed from the measured values of the output of the torque generating device assigned position measuring device calculable actual speed of the electric motor deviates.

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Abstract

Bei einem Trainingsgerät mit einer auf einem Gerätegestell (6) drehbar gelagerten Übertragungswelle (5), die einerseits mit einer auf dem Gerätegestell (6) aufgenommenen Drehmomenterzeugungseinrichtung (2, 3) und andererseits mit einem von einer Trainingsperson erfassbaren Übungsorgan (1) zusammenwirkt, und mit einer das am Übungsorgan (1) wirksame Moment erfassenden Messeinrichtung, lassen sich dadurch eine hohe Genauigkeit und Zuverlässigkeit erreichen, dass die Drehmomenterzeugungseinrichtung (2, 3) als eine zusammenhängende Gehäuseanordnung aufweisende Baueinheit (4) ausgebildet ist, die mit einem antreibbaren Anschlussorgan (10) drehschlüssig auf der auf dem Gerätegestell (6) drehbar gelagerten Übertragungswelle (5) aufgenommen und hierüber schwenkbar auf dem Gerätegestell (6) aufgehängt ist und die über eine ein Kraftmessglied (16) enthaltende Stützeinrichtung (14) verdrehsicher am Gerätegestell (6) abgestützt ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Trainingsgerät, insbesondere ein Krafttrainingsgerät, mit einer auf einem Gerätegestell drehbar gelagerten Übertragungswelle die einerseits mit einer auf dem Gerätegestell aufgenommenen Drehmomenterzeugungseinrichtung und andererseits mit einem von einer Trainingsperson erfassbaren Übungsorgan zusammenwirkt, und mit einer das am Übungsorgan wirksame Moment erfassenden Messeinrichtung.
Ein Trainingsgerät dieser Art ist aus der DE 35 41 501 C2 bekannt. Bei dieser bekannten Anordnung ist die auf dem Gerätegestell gelagerte Übertragungswelle über eine Kette mit einem als Kettenrad ausgebildeten Anschlussorgan der Drehmomenterzeugungseinrichtung verbunden, die einen auf dem Gerätegestell befestigten Motor und ein antriebsmäßig über eine Kupplung mit dem Motor verbundenes Getriebe aufweist, das unabhängig vom Motor ebenfalls auf dem Gerätegestell befestigt ist. In die Kette ist ein Kraftmessglied eingebaut, das bei der bekannten Anordnung als Ist-Wert-Aufnehmer eines dem Motor zugeordneten Regelkreises fungiert. Das in die Kette eingebaute Kraftmessglied unterliegt zwangsläufig einer hohen Beanspruchung und ist daher einem hohen Verschleiß unterworfen, so dass Störungen zu befürchten sind. Außerdem besteht die Gefahr, dass die von dem in die Kette integrierten Messglied gemessenen Kräfte durch Störgrößen verfälscht werden, was zu unrichtigen Messergebnissen führen kann.
Die EP 08 53 961 A1 zeigt ein Trainingsgerät, bei dem die Drehmomenterzeugungseinrichtung als eine zusammenhängende Gehäuseanordnung aufweisender Getriebemotor ausgebildet ist, dessen Anschlussorgan direkt mit der Übertragungswelle zusammenwirkt. Ein Kraftmessglied zur Bestimmung des am Übungsorgan wirksamen Moments ist hier nicht vorgesehen.
Hiervon ausgehend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Trainingsgerät eingangs erwähnter Art mit einfachen und kostengünstigen Mitteln so zu verbessern, dass eine hohe Genauigkeit und Störungsfreiheit der Messeinrichtung erreicht werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Drehmomenterzeugungseinrichtung als eine zusammenhängende Gehäuseanordnung aufweisende Baueinheit ausgebildet ist, die mit einem antreibbaren Anschlussorgan drehschlüssig auf der auf dem Gerätegestell drehbar gelagerten Übertragungswelle aufgenommen und hierüber schwenkbar auf dem Gerätegestell aufgehängt ist und die über eine ein Kraftmessglied enthaltende Stützeinrichtung verdrehsicher am Gerätegestell abgestützt ist.
Das Messglied befindet sich hier nicht in einem beweglichen Bauteil, sondern ist in eine starre Drehmomentstütze integriert, was trotz einfacher Bauweise eine hohe Zuverlässigkeit und Exaktheit gewährleistet. Die erfindungsgemäße Anordnung des Messglieds stellt sicher, dass bereits sehr geringe Abweichungen des Ist-Werts von einem vorgegebenen Soll-Wert festgestellt werden, was nicht nur eine sehr exakte Regelung der Drehmomenterzeugungseinrichtung ermöglicht, sondern auch die Feststellung feinerer, lokaler Muskelschwächen bzw. bereits geringfügiger Muskelstärkungen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den Unteransprüchen angegeben. So kann die die Drehmomenterzeugungseinrichtung bildende Baueinheit vorteilhaft in einer stabilen Pendellage angeordnet sein. Dies entlastet das Kraftmessglied der Drehmomentstütze, was sich vorteilhaft auf die erzielbare Genauigkeit auswirkt.
Eine weitere vorteilhafte Maßnahme kann darin bestehen, dass die die Drehmomenterzeugungseinrichtung bildende Baueinheit über die Übertragungswelle fliegend auf dem Gerätegestell gelagert ist. Dies ergibt eine sehr kompakte Bauweise sowie eine einfache Montagemöglichkeit.
Da die Übungsbewegung eine hin- und hergehende Bewegung ist, kann der maximale Drehwinkel der Übertragungswelle zweckmäßig durch eine Anschlageinrichtung begrenzt sein. Dies erleichtert die Steuerung der Drehmomenterzeugungseinrichtung.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung kann das in die der die Drehmomenterzeugungseinrichtung bildenden Baueinheit zugeordnete Stützeinrichtung integrierte Kraftmessglied einen Dehnungsmesstreifen (DMS) enthalten. Ein derartiges Kraftmessglied ist in vorteilhafter Weise sehr kompakt und robust. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass ein derartiges Kraftmessglied elektrische Ausgangssignale erzeugt, was die weitere Verarbeitung dieser Signale in einer elektronischen Recheneinrichtung etc. erleichtert.
Zweckmäßig ist das Kraftmessglied im Bereich des von der Übertragungswelle entfernten Endes der die Drehmomenterzeugungseinrichtung bildenden Baueinheit angeordnet. Dies ergibt einen großen dem Kraftmessglied zugeordneten Hebelarm und damit eine große Kraftübersetzung, was die Genauigkeit verbessert.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den restlichen Unteransprüchen angegeben und aus der nachstehenden Beispielsbeschreibung anhand der Zeichnung näher entnehmbar.
In der nachstehend beschriebenen Zeichnung zeigen:
Figur 1
eine Teilansicht eines erfindungsgemäßen Kraftrainingsgeräts teilweise im Schnitt und
Figur 2
eine Seitenansicht der Anordnung gemäß Figur 1 mit außerhalb des Gerätegestells geschnittener Übertragungswelle.
Das den Figuren 1 und 2 zugrundeliegende Krafttrainingsgerät enthält eine als Übungsorgan fungierende Kurbel 1, die hin- und hergehend bewegbar ist. Die Kurbel 1 wird von der Übungsperson erfasst und in einer aktiven Übungsphase unter Überwindung eines an ihr angreifenden Gegendrehmoments bewegt und in der passiven Übungsphase entgegen der Wirkung eines sie antreibenden Drehmoments gehalten bzw. abgebremst. Dabei kann es sich um Zugbewegungen und/oder Schubbewegungen handeln. Das geräteseitig an der Kurbel 1 angreifende Drehmoment wird mittels einer Drehmomenterzeugungseinrichtung erzeugt, die als Getriebemotor mit einem Elektromotor 2 und einem Untersetzungsgetriebe 3 ausgebildet ist. Das Gehäuse des Elektromotors 2 ist an das Gehäuse des Untersetzungsgetriebes 3 angeflanscht, so dass der die Drehmomenterzeugungseinrichtung bildende Getriebemotor eine Baueinheit 4 mit zusammenhängender Gehäuseanordnung bildet. Der Elektromotor 2 kann zur Erzielung einer Bewegungsumkehr umschaltbar sein.
Die Drehmomenterzeugungseinrichtung und die Kurbel 1 sind durch eine Übertragungswelle 5 antriebsmäßig miteinander verbunden. Die Übertragungswelle 5 ist auf einem Gerätegestell 6 drehbar gelagert und trägt einerseits die Kurbel 1 und andererseits die die Drehmomenterzeugungseinrichtung bildende Baueinheit 4. Die Übertragungswelle 5 durchgreift eine gestellseitig vorgesehene Lagerbüchse 7 und ist in dieser drehbar gelagert. Diese Lagerung ist zweckmäßig als Kugellagerung ausgebildet, die in vorteilhafter Weise besonders widerstandsarm ist, was Verfälschungen des Ergebnisses einer Drehmomentmessung entgegenwirkt. Im dargestellten Beispiel ist eine Doppelkugellagerung mit zwei an den Enden der Lagerbüchse 7 angeordneten Kugellagern 25 vorgesehen. Die Lagerbüchse 7 ist an einer gestellseitigen Querstrebe 8 befestigt, die an der Außenseite von zwei gestellseitigen Standholmen angebracht ist.
Auf dem gegenüber der Lagerbüchse 7 nach außen vorspringenden Endbereich der Übertragungswelle 5 ist eine die Kurbel 1 tragende Muffe 9 aufgenommen. Auf dem gegenüber der Lagerbüchse 7 nach innen vorspringenden Abschnitt der Übertragungswelle 5 ist die die Drehmomenterzeugungseinrichtung bildende Baueinheit 4 aufgenommen. Diese ist mit einem ein Element des Räderzugs des Untersetzungsgetriebes 3 bildenden Anschlussorgan 10 versehen, das auf den inneren Abschnitt der Übertragungswelle 5 aufgesteckt ist und drehschlüssig hiermit zusammenwirkt. Das Anschlussorgan 10 ist durch in Figur 1 angedeutete Lager 26 drehbar im Gehäuse des Getriebes 3 der Baueinheit 4 gelagert. Zur Bildung des Anschlussorgans 10 ist ein Getrieberad 11 mit einer Nabe 12 versehen, in die die Übertragungswelle 5 eingreift, die drehschlüssig hiermit verbunden ist. Im dargestellten Beispiel ist hierzu eine Passfeder 13 vorgesehen. Die einerseits die Baueinheit 4 und andererseits die Kurbel 1 tragende, in der Lagerbüchse 7 drehbar gelagerte Übertragungswelle 5 ergibt praktisch eine fliegende, gestellseitige Lagerung der Baueinheit 4 und der Kurbel 1.
Die mittels der drehschlüssig mit dem Anschlussorgan 10 der Drehmomenterzeugungseinrichtung zusammenwirkenden Übertragungswelle 5 um deren Achse schwenkbar auf dem Gerätegestell 6 aufgenommene Baueinheit 4 ist durch eine Stützeinrichtung 14 in beiden Richtungen verdrehsicher am Gerätegestell 6 abgestützt. Hierzu ist eine Anlenkung vorgesehen. Die Stützeinrichtung 14 enthält einen zweischenkligen Bügel 15, der mit einem Schenkel an der Gehäuseanordnung der Baueinheit 4 befestigt ist und dessen anderer Schenkel den Elektromotor 2 flankiert und an seinem freien Ende an ein Kraftmessglied 16 angelenkt ist, das andererseits an einen benachbarten Standholm 17 des Gerätegestells 6 angelenkt ist. Der Bügel 15 ergibt einen vergleichsweise großen Abstand des Kraftmessglieds 16 von der durch die Achse der Übertragungswelle 5 gebildeten Drehachse der Baueinheit 4 und damit einen vergleichsweise großen Hebelarm. Das Gehäuse des Untersetzungsgetriebes 3 bietet gute Möglichkeiten zum Anbringen des Bügels 15. Dieser ist daher mit seinem vom Kraftmessglied 16 abgewandten Schenkel am Gehäuse des Untersetzungsgetriebes 3 befestigt und flankiert mit seinem anderen Schenkel den Elektromotor 2. Zur Entlastung des Kraftmessglieds 16 ist die Baueinheit 4 in einer stabilen Pendellage, d. h. Gleichgewichtslage, durch die Stützeinrichtung 14 am Gerätegestell 6 abgestützt, so dass bei unbelasteter Kurbel 1 auch das Kraftmessglied 16 unbelastet ist.
Die Kurbel 1 wird von der Übungsperson bzw. dem Motor in Drehrichtung hin- und herbewegt. Der maximale Schwenkwinkel ist begrenzt. Hierzu ist die das Anschlussorgan 10 durchgreifende Übertragungswelle 5 an ihrem das Gehäuse des Untersetzungsgetriebes 3 überragenden, kurbelfernen Endbereich mit einem durch eine aufgesetzte Nocke gebildeten, radialen Vorsprung 18 versehen, der mit einem an das Gehäuse des Untersetzungsgetriebes 3 angesetzten, festen Gegenanschlag 19 zusammenwirkt.
Das Kraftmessglied 16 misst eine Kraft, die unter Berücksichtigung des Abstands von der Achse der als Drehachse der Baueinheit 4 fungierenden Übertragungswelle 5 ein Moment ergibt, das praktisch das Reaktionsmoment zu dem an der mit der Übertragungswelle 5 verbundenen Kurbel 1 angreifenden Moment darstellt. Infolge der vorgesehenen Anlenkung sind gegensinnige Belastungsrichtungen möglich. Das Kraftmessglied 16 ist daher zweckmäßig so ausgebildet, dass es bei jeder Kraftrichtung anspricht. Da der Abstand des Kraftmessglieds 16 von der Drehachse baulich vorgegeben ist, stellen die durch das Messglied 16 aufgenommenen Messwerte zum Moment direkt proportionale Werte dar. Der Ausgang des Messglieds 16 ist über eine Signalleitung 20 mit einer elektronischen Recheneinrichtung 21 verbunden, welche die gemessenen Werte in der gewünschten Weise verarbeitet. Die Signalübertragung zwischen Kraftmessglied 16 und Recheneinrichtung 20 erfolgt zweckmäßig auf elektrischem Wege. Das Kraftmessglied 16 enthält daher vorteilhaft einen Dehnmessstreifen (DMS), der direkt elektrische Signale erzeugt, so dass eine Umwandlung entfallen kann.
Das Kraftmessglied 16 bildet praktisch einen der Recheneinrichtung 20 zugeordneten Ist-Wert-Aufnehmer. Die Recheneinrichtung 20 kann z.B. als Regler eines dem Elektromotor 2 zugeordneten Regelkreises fungieren. Bei Krafttrainingsgeräten hier vorliegender Art besteht aber vielfach auch der Wunsch, während der gesamten Übungszeit einer Übungsperson das an der Kurbel 1 wirksame Drehmoment aufzunehmen, um beispielsweise bestimmte Schwächen der Übungsperson festzustellen oder Trainingserfolge zu dokumentieren etc.. Um die Messwerte sichtbar machen zu können kann der Recheneinrichtung 20 eine im dargestellten Beispiel angedeutete Anzeigeeinrichtung 22 in Form eines Bildschirms oder dergleichen zugeordnet sein. Im dargestellten Beispiel ist eine während eines Übungstakts, das heißt beispielsweise während einer aktiven Bewegung aufgenommene Kraftkurve 23 dargestellt, die eine bei 24 angedeutete, beispielsweise auf eine Schwäche eines bestimmten Muskels der Übungsperson zurückzuführende Unregelmäßigkeit aufweist. Diese Information ermöglicht es, das Training auf eine gezielte Stärkung des geschwächten Muskels abzustimmen. Durch Speicherung der aufgenommenen Werte über einen längeren Zeitraum lässt sich auch der durch eine unterbrochene Linie angedeutete Trainingserfolg dokumentieren.
Der Elektromotor 2 kann als direkt regelbarer Motor ausgebildet sein. Es wäre aber auch denkbar, dem Elektromotor 2 eine in die Baueinheit 4 integrierte, regelbare Rutschkupplung beispielsweise in Form einer Wirbelstromkupplung, zuzuordnen und diese in Abhängigkeit von den Messwerten des Kraftmessglieds 16 zu regeln. Zur Vermeidung einer regelbaren Rutschkupplung kann der Elektromotor als Drehstrommotor ausgebildet sein, dem als Leistungsteil ein Frequenzumrichter zugeordnet ist, mittels dessen die Frequenz und die Stärke des dem Elektromotor zugeführten Drehstroms einstellbar sind, wobei die Stromstärke zumindest in Abhängigkeit vom gewünschten Drehmoment einstellbar ist und wobei die Frequenz so einstellbar ist, dass die Drehzahl des Drehfelds des dem Elektromotor zugeführten Drehstroms um eine vorgegebene Schlupfdrehzahl von der anhand der Messwerte einer dem Ausgang der Drehmomenterzeugungseinrichtung zugeordneten Positionsmesseinrichtung errechenbaren tatsächlichen Drehzahl des Elektromotors abweicht.

Claims (10)

  1. Trainingsgerät, insbesondere Krafttrainingsgerät mit einer auf einem Gerätegestell (6) drehbar gelagerten Übertragungswelle (5), die einerseits mit einer auf dem Gerätegestell (6) aufgenommenen Drehmomenterzeugungseinrichtung (2, 3) und andererseits mit einem von einer Trainingsperson erfassbaren Übungsorgan (1) zusammenwirkt, und mit einer das am Übungsorgan (1) wirksame Moment erfassenden Messeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomenterzeugungseinrichtung (2, 3) als eine zusammenhängende Gehäuseanordnung aufweisende Baueinheit (4) ausgebildet ist, die mit einem antreibbaren Anschlussorgan (10) drehschlüssig auf der auf dem Gerätegestell (6) drehbar gelagerten Übertragungswelle (5) aufgenommen und schwenkbar auf dem Gerätegestell (6) aufgehängt ist und die über eine ein Kraftmessglied (16) enthaltende Stützeinrichtung (14) in beiden Drehrichtungen verdrehsicher am Gerätegestell (6) abgestützt ist.
  2. Trainingsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die die Drehmomenterzeugungseinrichtung enthaltende, vorzugsweise als Getriebemotor ausgebildete Baueinheit (4) in einer stabilen Pendellage angeordnet und in dieser in beiden Drehrichtungen verdrehsicher am Gerätegestell (6) abgestützt ist.
  3. Trainingsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Drehmomenterzeugungseinrichtung enthaltende Baueinheit (4) über die Übertragungswelle (5) fliegend auf dem Gerätegestell (6) gelagert ist.
  4. Trainingsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungswelle (5) vorzugsweise über Kugellager (25) in einer gestellseitig vorgesehenen Lagerbüchse (7) gelagert ist und diese durchgreift und mit einem die Lagerbüchse (7) überragenden Bereich mit dem Übungsorgan (1) zusammenwirkt und mit ihrem gegenüberliegenden, die Lagerbüchse (6) überragenden Bereich in ein Anschlussorgan (10) der Drehmomenterzeugungseinrichtung eingreift und drehschlüssig hiermit verbunden ist.
  5. Trainingsgerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussorgan (10) der Drehmomenterzeugungseinrichtung als Antriebsrad (11) mit einer Nabe (12) ausgebildet ist, die auf die Übertragungswelle (5) aufgesteckt und im zugeordneten Gehäsue der Drehmomenterzeugungseinrichtung gelagert ist.
  6. Trainingsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Drehwinkel der Übertragungswelle (5) durch eine Anschlaganordnung begrenzt ist.
  7. Trainingsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungswelle (5) das Anschlussorgan (10) der Drehmomenterzeugungseinrichtung durchgreift und am aus der Drehmomenterzeugungseinrichtung herausragenden Endbereich mit einem radialen Vorsprung (18) versehen ist, dem ein an der Drehmomenterzeugungseinrichtung angebrachter Begrenzungsanschlag (19) zugeordnet ist.
  8. Trainingsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das in die Stützeinrichtung (14) eingebaute Kraftmessglied (16) einen Dehnmessstreifen enthält.
  9. Trainingsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomenterzeugungseinrichtung als Getriebemotor (2, 3) ausgebildet und dass die Stützeinrichtung (14) einen mit einem Ende am Getriebegehäuse der Drehmomenterzeugungseinrichtung befestigten, den Motor der Drehmomenterzeugungseinrichtung flankierenden Bügel (15) aufweist, an dessen anderes Ende das Kraftmessglied (16) angelenkt ist, das andererseits am Gerätegestell (6) angelenkt ist.
  10. Trainingsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des Kraftmessglied (16) über eine Signalleitung (20) mit einer Recheneinrichtung (21) verbunden ist, wobei vorzugsweise das Kraftmessglied (16) als Ist-Wert-Aufnehmer eines der Drehmomenterzeugungseinrichtung zugeordneten Regelkreises ausgebildet ist, dessen Regler die Recheneinrichtung (21) bildet, der vorzugsweise eine Anzeigeeinrichtung (22) zugeordnet ist.
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