EP2150321A1 - Fitnessgerät - Google Patents

Fitnessgerät

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Publication number
EP2150321A1
EP2150321A1 EP08736597A EP08736597A EP2150321A1 EP 2150321 A1 EP2150321 A1 EP 2150321A1 EP 08736597 A EP08736597 A EP 08736597A EP 08736597 A EP08736597 A EP 08736597A EP 2150321 A1 EP2150321 A1 EP 2150321A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fitness device
frame
steering
fitness
mobile
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP08736597A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Eisenberg
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.)
ActiveCross GmbH
Original Assignee
Eisenberg Wolfgang
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 Eisenberg Wolfgang filed Critical Eisenberg Wolfgang
Publication of EP2150321A1 publication Critical patent/EP2150321A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
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    • A63B22/06—Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements with support elements performing a rotating cycling movement, i.e. a closed path movement
    • A63B22/0664—Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements with support elements performing a rotating cycling movement, i.e. a closed path movement performing an elliptic movement
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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
    • A63B21/0004—Exercising devices moving as a whole during exercise
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    • A63B22/0002—Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements involving an exercising of arms
    • A63B22/001—Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements involving an exercising of arms by simultaneously exercising arms and legs, e.g. diagonally in anti-phase
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62K—CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K3/00—Bicycles
    • B62K3/002—Bicycles without a seat, i.e. the rider operating the vehicle in a standing position, e.g. non-motorized scooters; non-motorized scooters with skis or runners
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M1/00—Rider propulsion of wheeled vehicles
    • B62M1/12—Rider propulsion of wheeled vehicles operated by both hand and foot power
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    • A63B2069/163—Training appliances or apparatus for special sports for cycling, i.e. arrangements on or for real bicycles supports for the front of the bicycle for the front wheel
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    • A63B2208/00—Characteristics or parameters related to the user or player
    • A63B2208/02—Characteristics or parameters related to the user or player posture
    • A63B2208/0204—Standing on the feet

Definitions

  • the invention relates to a full-body training device, which can be used both as a mobile means of transport ("walking bike”) and as a stationary exercise bike (crosstrainer / ellipses / whole-body trainer).
  • Stationary training devices also called exercise bikes - for the simultaneous strengthening of the muscles of almost the entire body, especially the arm and leg muscles are known.
  • many fitness equipment are used, which are referred to as full body / elliptical or crosstrainer and simulate the simultaneous use of arms and legs ergonomic running movement, which is similar to the movement of Nordic walking. Due to the motion sequence, however, only one flywheel is rotationally driven in such fitness devices, which often has a variable resistance due to an adjustable, functional brake device. As a result, the training intensity can be varied.
  • Fitness equipment of this type have, inter alia, stability reasons, a relatively high weight and are difficult to transport.
  • the training option on such stationary exercise equipment is usually limited to closed rooms, as lack of transportability, a change of the site, for example, outdoors, is hardly possible.
  • mobile exercise and locomotion devices which, however, do not have appropriate forced steering. Rather, the steering is usually via movable, preferably rotatable and / or swivel handles, which via a steering system, for example by Bowden cables, the Power steering.
  • a steering system for example by Bowden cables, the Power steering.
  • steering systems of this kind potentially involve, for example, the risk that the respective steering handle could be actuated in opposite directions with the different hands, which neutralizes a steering movement in this case.
  • these fitness devices are not designed for a stationary operation.
  • the object of the invention is to disclose a training or fitness device with improved and extended properties of the aforementioned specification, which gives the user the option of not only training the whole-body training device, for example on rollers as so-called cross trainer / elliptical trainer Hometrainer, but also as a bicycle-related means of transport, which also includes the upper body drive force moderate to use.
  • the fitness device should be safe and error-free steer.
  • the task is solved by a fitness device, which can be used mobile and stationary and has:
  • each a drive device each consisting of an arm drive rod, which is pivotally connected to a leg drive rod, wherein the leg drive rods transmit a torque u- about a sprocket and a chain on the rear wheel,
  • the training device has two drive devices, which consist of two articulated arm and leg drive rods that can be loaded and moved both by the hands and with the feet by an ergonomic movement.
  • the drive devices are arranged on a frame having elongated tubes, which in turn are connected to two front wheels and a rear wheel.
  • the two front wheels are connected by a front axle.
  • the leg drive bars have footprints for the user's foot.
  • the drive devices are arranged on both sides of a frame and connected to a crank mechanism, via which the generated torque is transmitted by means of chain or belt drive to a rear-mounted drive wheel.
  • the arm levers are used in simultaneous sammenspiel of weight shifts as a steering lever, which results in the principle-based advantage of a forced steering.
  • the distance between the two tread surfaces is chosen such that a particularly ergonomic movement is guaranteed.
  • the distance between the treads to each other is about 15 to 20 cm, preferably 17 cm, measured from inner edge to inner edge, the distance center to center is about 25 cm. If the distance is much greater, the user is too wide-legged, he is close, the legs are too close to each other. A hip-wide stand during use has been found to be optimal. For this reason, it has proven to be advantageous if the position of the treads is changeable in all directions, also a pivotability of the treads in a horizontal plane can be comfortable for the user.
  • the drive devices are arranged relatively close to the longitudinal central axis, their distance from each other is small. This causes only a small pendulum motion by avoiding strong off-center pulses. The greater the distance of the drive devices to each other, the more restless the fitness device behaves while driving or moving.
  • the training device can be folded such that it is reduced in both the height and in the length dimension. As a result, the fitness machine can be transported well and also save space.
  • the frame and the drive devices are made of the lightest and most durable material, they can be made of aluminum, steel or composite materials.
  • Part of a steering kinematics is a mounted at 90 ° angle to the frame front axle, which is connected via a joint suspension movable with the frame.
  • This joint suspension allows in mobile operation by appropriate weight shift a frame side tilt function, which is also part of the steering kinematics. Due to said weight shift and the resulting side tilt function of the frame, the at Cornering laterally occurring centrifugal forces compensated, which proves to be an additional advantage, in particular due to the relatively high center of gravity.
  • a preferred driving speed can be sensibly realized by means of a gearshift. From slow driving at walking pace - which could possibly also accommodate older exercisers - to sporty driving. It is particularly advantageous in this context that the foot pedals are not directly connected to the axis of the rear wheel, but that the torque generated is transmitted by means of chain or belt drive on a rear-mounted drive wheel.
  • a gearshift almost any design can be integrated arbitrarily.
  • the fitness device according to the invention is due to the standing use very easy on the back, the soft elliptical movements spares in contrast to running by little or no shock loads the joints of the user.
  • the steering is designed as a forced steering, street legal for the fitness machine is easily accessible. Furthermore, the claim of roadworthiness is borne by appropriate wheels sizes for sufficient ground clearance, by two independently operating brakes, as well as by a corresponding lighting device and a bell. For functional reasons, the overall width of the article according to the invention described here is comparable to the width of a standard bicycle handlebar or this dimension is not exceeded.
  • the return of the frame after steering maneuvers in the vertical starting position is meaningfully supported, the design-related lateral commuting while driving is - optionally speed-dependent - damped.
  • the fitness device by a suitable frame construction with appropriate racks, as they are known from bicycles, be equipped.
  • the training device should be used optimally by persons of all body sizes. For this reason, dimensions and size dimensions of the Armanreteskonstrutationen be three-dimensionally adjustable, the treads of the drive devices are also adjustable in position.
  • FIG. 1 is a side view of a mobile (Fortschuls involved / "walking bike")
  • Fig. 2 is a side view of the fitness device in the state for the mobile
  • Fig. 2a is a side view of the fitness device in the state for the mobile
  • Fig. 3 is a front view of the fitness device in the state for the mobile
  • FIG. 1 shows a side view of the fitness device 10 according to the invention in one possible embodiment in the configuration for stationary operation.
  • the fitness device 10 according to the invention has a frame 12 with a longitudinal tube construction with one or more tubes, which for reasons of stability has an additional frame reinforcement 14, that is to say another tube.
  • the pipes can be made of aluminum, steel or composite materials.
  • Part of the steering kinematics is a mounted at 90 ° angle to the frame 12 front axle 16 which is connected via a hinge suspension 17 movable with the frame 12.
  • This joint suspension allows in mobile operation by appropriate weight shift a frame side tilt function, which is also part of the steering kinematics.
  • the side tilt function can be blocked for stationary operation by means of a mechanism for locking the frame side tilt function.
  • the operation of the mechanism is based essentially on the fact that a pin 18, the joint of the front suspension is blocked. This is actuated by a mechanically actuated with the pin 18 manual actuation device for locking the frame side tilt function 34.
  • this locking function can also be done by means of a brake disc. In this case, a segmented brake disc on the Vorderachsschenkeln, the associated caliper attached to the frame 12 is actuated this function via a separate handbrake handle, which is detectable.
  • the locking function can also be used as an ascending and descending aid in mobile operation, for example for reasons of balance.
  • a steering knuckle 20 is attached, which also serves as a wheel suspension.
  • the knuckles 20 are formed so that the camber angle of the front wheels 28, changed according to different steering angle.
  • the stub axles 20 have a steering wheel radius limiting effective on two sides by means of a stop, which in the invention Too much lateral inclination of the frame 12 - and thus prevents possible tipping over. This is ensured by the fact that the frame 12 is mechanically connected to the two stub axles 20.
  • This connection is formed by two tie rods 24 which are attached at one end to the right and left front of the frame 12 and are connected to the other end with a respective steering knuckle arm 22, which are part of the steering knuckles 20.
  • the movements caused by the lateral inclination of the frame 12 are thus transmitted via the steering knuckle track arms 22 to the front wheels in such a way that a corresponding steering angle - taking into account a correct track difference angle - is generated.
  • the tie rods 24 also act as supports that effectively prevent further lateral inclination of the frame 12.
  • the steering knuckles 20 also each have a fastening device for an optional front-wheel splash guard.
  • the front wheels 28 have wheel hubs 26, which are equipped with appropriate brakes, which may be configured as a drum, disc or roller brake.
  • the front brakes are operated synchronously via a handbrake lever 42, 42 '.
  • an independent of the front wheels 28 rear wheel brake 58 is provided, which may also be configured as a drum, disc or roller brake - or rim brake.
  • the operation of the rear wheel brake 58 also takes place via a handbrake lever 42, 42 '.
  • the handbrake lever 42,42 'of the front brakes can be additionally determined by means of a locking lever in the state of the brake function.
  • This parking brake can be activated both in stationary operation as well as on the way, for example, when parking the training device on paths with a slope, etc.
  • All wheels 28, 60 are pneumatic, for comfort reasons, so-called balloon tires can preferably be used, which have good suspension properties.
  • suspension of the frame 12 may be provided on front and / or rear wheels 28, 60 in such a manner that the steering function thereof is unaffected.
  • the two drive devices are mounted, consisting of Armanretesstange 30, 30 'and leg drive rod 48, which by means of a hinge connection 46th connected to each other.
  • the arm drive rods 30, 30 ' are connected to the frame 12 by means of a mounted suspension 44.
  • the upper arm drive rods 30 can optionally be pivoted horizontally by a corresponding device 32.
  • a further optional device 36 a telescoping ability in the vertical direction by means of ergonomically cranked handle tubes 38,38 'on which corresponding handles 40, 40' are mounted, allow. This can be done on the arm drive rods 30 three-dimensional size adjustments to the user.
  • the leg drive rods 48 are provided with treads 50, which can be adjusted in position in the longitudinal direction.
  • the leg drive rods 48 are connected to respective cranks 52 at the rear ends using bearings.
  • the cranks 52 form a unit with a ring gear 54 - or more sprockets, which are variable in size.
  • the torque generated during operation of the fitness device 10 is transmitted from the crank sprocket unit by means of a chain 56 to the rear wheel 60, on which a sprocket or a sprocket unit is also arranged.
  • a gear shift (not explicitly shown), which can be designed both as a hub gear and as a derailleur.
  • the frame 12 may have a corresponding frame part 62 above the rear wheel 60.
  • the use of the ring gear 54 and the chain 56 between the leg drive rods 48 and the axis of the rear wheel 60 allows suspension of the fitness device 10 by additional spring elements, not shown. Also, a freewheel of the rear wheel 60 can be made possible. Both are not possible with a direct coupling of the leg drive rods 48 via cranks 52 to the axis of the rear wheel 60.
  • the fitness device 10 is mounted on a special frame 64 with rear wheel axle receptacle and roller / roller resistance 66 in a few steps. Now also the function of the lateral Frame inclination to be blocked by the aforementioned mechanism. As a result, the fitness device 10 remains in the lateral scale (vertical position). In order to keep the fitness device 10 in stationary mode also in the longitudinal scale, the front wheels 28 can be placed in special Vorderradlifter 68, and thus cause a corresponding leveling.
  • FIG. 2 shows a side view of the fitness device 10 according to the invention described in detail in FIG. 1 in mobile operation.
  • FIG. 2 a shows a further side view of the fitness device 10 according to the invention described in detail in FIG. 1, this illustration serves to illustrate the ground clearance, which makes it possible to overcome obstacles such as curbs, etc.
  • FIG. 3 shows a front view of the fitness device 10 according to the invention.
  • FIGS. 3a and 3b also show front views of the fitness device 10 according to the invention. Both figures schematically illustrate the principle of the steering kinematics. It is shown how the entire construction, with the exception of the front axle 16, inclines laterally. By already described in more detail in Fig. 1 side tilt function of the steering angle of the front wheels 28 is triggered. Upon reaching the maximum steering angle further lateral tilting of the frame 12 is prevented.
  • the steering kinematics are completely without cables and other equipment or components.
  • FIG. 4a shows a representation of the principle of the optional, speed-dependent pendulum damping in a low gear with low damping.
  • a damping element 74 can be integrated, which supports a neutralization of the lateral inclination of the frame 12 after Lenkmanövern meaningful.
  • the damping element 74 operates as a pendulum damper in such a way that it counteracts the design-related lateral commuting while driving.
  • the damping element 74 may optionally be speed-dependent - multi-stage or multi-stage progressive designed.
  • This variable damping characteristic can be represented by an adjustable bias voltage of the damping element 74 coupled to the gearshift. In higher gears, and thus in higher speeds, changed In this case, coupled to the gear shift eccentric 70 analogous to the selected gear / drive the bias and thus the damping resistance of the damping element.
  • an eccentric 70 is coupled by means of cable 76 with the gearshift.
  • the eccentric 70 acts on a pretensioner 72 in such a way that it changes the bias to one or more damping elements 74.
  • the damping elements may preferably be mounted over the shaft of the front axle 16 and made of an elastomer or other suitable material.
  • 4b shows a diagram of the principle of the optional, speed-dependent pendulum damping in a high gear with high damping
  • FIGs 5a and 5b illustrate the advantageous folding mechanism of the fitness wheel 10.
  • a folding joint 78 is arranged in the direction of travel behind the wheel hubs 26 of the front wheels 28.
  • the axis centers of the hinged joint 78 and the two connecting joints 46 of the arm lever-foot pedal combinations lie in a line.
  • the position of the front wheels 28 shifts to the rear about the axis of the folding joint 78. This not only reduces the height of the fitness device 10 but also the longitudinal dimension.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fitnessgerät, das mobil und stationär einsetzbar ist. Dieses weist auf. - einen Rahmen (12), an dem zwei Vorderräder (28) und ein Hinterrad (60) angeordnet sind, - auf beiden Seiten des Rahmens (12) je eine Antriebsvorrichtung, jeweils bestehend aus einer Armantriebsstange (30), die gelenkig mit einer Beinantriebsstange (48) verbunden ist, wobei die Beinantriebsstangen (48) ein Drehmoment über einen Zahnkranz (54) und eine Kette (56) auf das Hinterrad (60) übertragen, - eine Lenk-Kinematik zur Lenkung des Fitnessgerätes (10) im mobilen Einsatz durch Neigung des Rahmens (12).

Description

Bezeichnung: Fitnessgerät
Die Erfindung betrifft ein Ganzkörper-Trainingsgerät, welches sowohl als mobiles Fortbewegungsmittel ("Walkingbike") - als auch als stationärer Hometrainer (Crosstrainer/Ellipsen/Ganzkörpertrainer) verwendet werden kann.
Stationäre Trainingsgeräte - auch Heimtrainer genannt - zur gleichzeitigen Stärkung der Muskulatur des nahezu gesamten Körpers, insbesondere der Arm und Beinmuskulatur sind bekannt. Zum Beispiel werden vielfach Fitnessgeräte eingesetzt, die als Ganzkörper-/Ellipsen- oder auch Crosstrainer bezeichnet werden und durch gleichzeitigen Einsatz von Armen und Beinen eine ergonomische Laufbewegung, die ähnlich dem Bewegungsablauf des Nordic-Walkings ist, simulieren. Durch den Bewegungsablauf wird bei solchen Fitnessgeräten jedoch lediglich ein Schwungrad rotierend angetrieben, welches durch eine verstellbare, funktionale Bremsvorrichtung oftmals über einen veränderbaren Widerstand verfügt. Dadurch kann die Trainingsintensität variiert werden. Fitnessgeräte dieser Art verfügen unter anderem aus Standfestigkeitsgründen über ein relativ hohes Eigengewicht und sind nur schwer zu transportieren. Die Trainingsmöglichkeit auf solch stationären Trainingsgeräten beschränkt sich in der Regel auf geschlossene Räume, da durch mangelnde Transportfähigkeit ein Wechsel des Aufstellungsortes, zum Beispiel ins Freie, kaum möglich ist.
Weiterhin sind mobile Übungs- und Fortbewegungsgeräte bekannt, welche jedoch nicht über entsprechende Zwangslenkungen verfügen. Vielmehr erfolgt die Lenkung in der Regel über bewegliche, vorzugsweise dreh- und/oder schwenkbarer Griffe, welche über ein Lenksystem, zum Beispiel durch Bowdenzüge, die Lenkung antreiben. Lenksysteme diese Art bergen - laut Aussage des TUVs - potentiell zum Beispiel das Risiko in sich, dass mit den unterschiedlichen Händen der jeweilige Lenkgriff in jeweils entgegengesetzter Richtung betätigt werden konnte, was in diesem Fall eine Lenkbewegung neutralisiert. Weiterhin sind diese Fitnessgerate auch nicht für einen stationären Betrieb ausgelegt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Trainings- bzw. Fitnessgerat mit verbesserten und erweiterten Eigenschaften der eingangs genannten Spezifikation aufzuzeigen, das dem Benutzer die Möglichkeit gibt, das Ganzkorpertrainings- gerat nicht nur stationär, beispielsweise auf Laufrollen als so genannten Cross- trainer/Ellipsentrainer Hometrainer, sondern auch als fahrradverwandtes Fortbewegungsmittel, welches auch den Oberkörper antriebskraftemaßig mit einbezieht, zu nutzen. Das Fitnessgerat soll sicher und fehlerfrei lenkbar sein.
Die Aufgabe wird durch ein Fitnessgerat gelost, das mobil und stationär einsetzbar ist und aufweist:
1. einen Rahmen, an dem zwei Vorderrader und ein Hinterrad angeordnet sind,
2. auf beiden Seiten des Rahmens je eine Antriebsvorrichtung, jeweils bestehend aus einer Armantriebsstange, die gelenkig mit einer Beinantriebsstange verbunden ist, wobei die Beinantriebsstangen ein Drehmoment u- ber einen Zahnkranz und eine Kette auf das Hinterrad übertragen,
3. eine Lenk-Kinematik zur Lenkung des Fitnessgerates im mobilen Einsatz durch Neigung des Rahmens.
Das Trainingsgerat verfugt über zwei Antriebsvorrichtungen, die aus zwei gelenkig verbundenen Arm- und Beinantriebsstangen bestehen, die sowohl mit den Händen als auch mit den Fußen durch einen ergonomischen Bewegungsablauf belastet und bewegt werden können. Die Antriebsvorrichtungen sind an einem Rahmen angeordnet, der Langsrohre aufweist, die wiederum mit zwei Vorderradern und einem Hinterrad verbunden sind. Die beiden Vorderradern sind durch eine Vorderachse miteinander verbunden. Die Beinantriebsstangen weisen Trittflachen für die Fuße des Benutzers auf. Die Antriebsvorrichtungen sind beidseitig eines Rahmens angeordnet und mit einem Kurbeltrieb verbunden, über welchen das erzeugte Drehmoment mittels Kette oder Riementrieb auf ein hinten angebrachtes Antriebsrad übertragen wird. Die Armhebel dienen im gleichzeitigen Zu- sammenspiel von Gewichtsverlagerungen als Lenkhebel, wodurch der prinzipbedingten Vorteil einer Zwangslenkung resultiert.
Erfindungsgemäß ist der Abstand der beiden Trittflächen zueinander derart gewählt, dass ein besonders ergonomischer Bewegungsablauf gewährleistet ist. Der Abstand der Trittflächen zueinander beträgt etwa 15 bis 20 cm, vorzugsweise 17 cm, gemessen von Innenkante zu Innenkante, der Abstand Mitte zu Mitte beträgt etwa 25 cm. Ist der Abstand wesentlich größer, steht der Benutzer zu breitbeinig, ist er enger, sind die Beine zu nah beieinander. Ein hüftbreiter Stand während der Benutzung hat sich als optimal herausgestellt. Aus diesem Grund hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Position der Trittflächen in alle Richtungen veränderbar ist, auch kann eine Dreh- bzw. Verschwenkbarkeit der Trittflächen in horizontaler Ebene für den Benutzer angenehm sein.
Vorteilhafterweise sind die Antriebsvorrichtungen relativ nahe an der Längsmittelachse angeordnet, ihr Abstand zueinander ist gering. Dies bewirkt eine nur geringe Pendelbewegung durch Vermeidung zu starker außermittiger Impulse. Je größer der Abstand der Antriebsvorrichtungen zueinander, desto unruhiger verhält sich das Fitnessgerät während der Fahrt oder Bewegung.
Durch einen Klappmechanismus lässt sich das Trainingsgerät derart zusammenlegen, dass es sowohl in der Höhen- als auch in der Längendimension reduziert wird. Dadurch lässt sich das Fitnessgerät gut transportieren und auch Platz sparend abstellen.
Der Rahmen und die Antriebsvorrichtungen bestehen aus möglichst leichtem und widerstandfähigem Material, sie können aus Aluminium, Stahl oder auch Verbundstoffen gefertigt sein.
Teil einer Lenk-Kinematik ist eine im 90° Winkel zum Rahmen angebrachte Vorderachse, welche über eine Gelenk-Aufhängung beweglich mit dem Rahmen verbunden ist. Diese Gelenkaufhängung ermöglicht im mobilen Betrieb durch entsprechende Gewichtsverlagerung eine Rahmen-Seitenneigungsfunktion, welche ebenfalls Teil der Lenk-Kinematik ist. Durch besagte Gewichtsverlagerung und die daraus resultierende Seitenneigungsfunktion des Rahmens, werden die bei Kurvenfahrten seitlich auftretenden Fliehkräfte kompensiert, was sich insbesondere aufgrund des relativ hohen Schwerpunktes als zusätzlicher Vorteil erweist.
Damit der Benutzer die Trainingsintensität sowohl im stationären, als auch im mobilen Betrieb im Freien möglichst genau seine individuellen Bedürfnisse und Vorlieben nutzen kann, weist diese vorteilhafterweise eine Gangschaltung auf. In der mobilen Verwendung lässt sich mittels Gangschaltung eine jeweils bevorzugte Fahrgeschwindigkeit sinnvoll realisieren. Von langsamer Fahrt in Schrittgeschwindigkeit - was möglicherweise auch älteren Trainierenden entgegenkommen könnte - bis hin zu sportlicher Fahrweise. Besonders vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang, dass die Fußpedale nicht unmittelbar mit der Achse des hinteren Rades verbunden sind, sondern, dass das erzeugte Drehmoment mittels Kette oder Riementrieb auf ein hinten angebrachtes Antriebsrad übertragen wird. Somit kann eine Gangschaltung nahezu jeglicher Bauweise beliebig integriert werden.
Das erfindungsgemäße Fitnessgerät ist aufgrund der stehenden Benutzung sehr rückenschonend, die weiche elliptische Bewegungen schont im Gegensatz zum Laufen durch nur geringe oder keine Stoßbelastungen die Gelenke des Benutzers.
Dadurch, dass die Lenkung als Zwangslenkung ausgelegt ist, ist eine Straßenzulassung für das Fitnessgerät problemlos erreichbar. Weiterhin wird dem Anspruch der Straßenverkehrstauglichkeit durch entsprechende Rädergrößen für ausreichende Bodenfreiheit, durch zwei unabhängig voneinander arbeitende Bremsen, als auch durch eine entsprechende Beleuchtungseinrichtung und einer Klingel Rechnung getragen. Die Gesamtbreite des hier beschriebenen erfindungsgemäßen Gegenstandes ist aus funktionalen Gründen vergleichbar mit der Breite eines Standard-Fahrradlenkers bzw. wird dieses Maß nicht überschritten.
In einer besonders vorteilhaften Variante wird die Rückführung des Rahmens nach Lenkmanövern in die vertikale Ausgangsposition sinnvoll unterstützt, das bauartbedingte seitliche Pendeln im Fahrbetrieb wird - optional geschwindigkeitsabhängig - gedämpft. Um das Spektrum der Nutzungsmöglichkeiten im mobilen Betrieb abzurunden, kann das Fitnessgerät durch eine geeignete Rahmenkonstruktion mit entsprechenden Gepäckträgern, wie sie von Fahrrädern bekannt sind, ausgestattet sein.
Das Trainingsgerät sollte von Personen unterschiedlichster Körpergröße optimal genutzt werden können. Aus diesem Grunde können Dimensionen und Größenmaße der Armantriebskonstruktionen dreidimensional einstellbar sein, die Trittflächen der Antriebsvorrichtungen sind ebenfalls in der Position verstellbar.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Ein präferiertes Ausführungsbeispiel, welches weitere Vorteilsmerkmale der Erfindung zeigt, ist in den nachfolgenden Beschreibungen und Zeichnungen dargestellt. Es zeigen :
Fig. 1 Eine Seitenansicht eines mobil (Fortbewegungsgerät/"Walkingbike")
- und stationär verwendbares Ganzkörper-Trainingsgerät im stationären Betrieb,
Fig. 2 Eine Seitenansicht des Fitnessgerätes im Zustand für den mobilen
Betrieb,
Fig. 2a Eine Seitenansicht des Fitnessgerätes im Zustand für den mobilen
Betrieb zur Demonstration der Bodenfreiheit,
Fig. 3 Eine Vorderansicht des Fitnessgerätes im Zustand für den mobilen
Betrieb,
Fig. 3a, 3b Zwei Vorderansichten des Fitnessgerätes zur Demonstration der Lenk-Kinematik,
Fig. 4a, 4b Darstellung des Prinzips der optionalen, geschwindigkeitsabhängigen Pendeldämpfung,
Fig. 5a, 5b Eine prinzipielle Darstellung des Klappmechanismus. Die Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Fitnessgerätes 10 in einem möglichen Ausführungsbeispiel in der Konfiguration für den Stationärbetrieb. Das erfindungsgemäße Fitnessgerät 10 hat einen Rahmen 12 mit Längs- rohrkonstruktion mit einem oder mehreren Rohren, der aus Stabilitätsgründen eine zusätzliche Rahmenversteifung 14, also ein weiteres Rohr, aufweist. Die Rohre können aus Aluminium, Stahl oder auch Verbundstoffen gefertigt sein.
Teil der Lenk-Kinematik ist eine im 90° Winkel zum Rahmen 12 angebrachte Vorderachse 16, welche über eine Gelenk-Aufhängung 17 beweglich mit dem Rahmen 12 verbunden ist. Diese Gelenkaufhängung ermöglicht im mobilen Betrieb durch entsprechende Gewichtsverlagerung eine Rahmen- Seitenneigungsfunktion, welche ebenfalls Teil der Lenk-Kinematik ist. Durch besagte Gewichtsverlagerung und die daraus resultierende Seitenneigungsfunktion des Rahmens 12, werden die bei Kurvenfahrten seitlich auftretenden Fliehkräfte kompensiert, was sich insbesondere aufgrund des relativ hohen Schwerpunktes als zusätzlicher Vorteil erweist.
Die Seitenneigungsfunktion lässt sich für den stationären Betrieb mittels einer Mechanik zur Arretierung der Rahmen-Seitenneigungsfunktion blockieren. Die Funktionsweise der Mechanik beruht im Wesentlichen darauf, dass durch einen Bolzen 18 das Gelenk der Vorderachsaufhängung blockiert wird. Betätigt wird diese durch eine mit dem Bolzen 18 mechanisch gekoppelte Handbetätigungsvorrichtung zur Arretierung der Rahmen-Seitenneigungsfunktion 34. Alternativ kann diese Arretierfunktion auch mittels einer Bremsscheibe erfolgen. Dabei ist eine segmentierte Bremsscheibe auf den Vorderachsschenkeln, der dazugehörige Bremssattel am Rahmen 12 befestigt Betätigt wird diese Funktion über einen separaten Handbremsgriff, der feststellbar ist. Weithin kann die Arretierungsfunktion auch im mobilen Betrieb, zum Beispiel aus Gleichgewichtsgründen, als Auf- und Abstiegshilfe dienen.
An den beiden Vorderachs-Enden ist je ein Achsschenkel 20 angebracht, der gleichzeitig als Radaufhängung dient. Die Achsschenkel 20 sind so ausgebildet, dass sich der Sturzwinkel der Vorderräder 28, bei unterschiedlichem Lenkeinschlag entsprechend verändert. Weiterhin weisen die Achsschenkel 20 eine nach zwei Seiten wirksame Lenkradiusbegrenzung mittels Anschlag auf, was im Er- gebnis eine zu starke Seitenneigung des Rahmens 12 - und damit ein mögliches Umkippen verhindert. Dies wird dadurch gewährleistet, dass der Rahmen 12 mit den beiden Achsschenkeln 20 mechanisch verbunden ist. Diese Verbindung bilden zwei Spurstangen 24, die mit einem Ende je rechts und links vorne am Rahmen 12 angebracht sind und mit dem jeweils anderen Ende mit je einem Achsschenkel-Spurarm 22 verbunden sind, welcher Bestandteil der Achsschenkel 20 sind.
Im Fahrbetrieb werden somit die durch die seitliche Neigung des Rahmens 12 verursachten Bewegungen über die Achsschenkel-Spurarme 22 auf die Vorderräder in der Weise übertragen, dass ein entsprechender Lenkeinschlag - unter Berücksichtigung eines korrekten Spurdifferenzwinkels - erzeugt wird. Ist der maximale Lenkeinschlag erreicht und die Lenkradiusbegrenzung wirksam, fungieren die Spurstangen 24 ebenfalls als Stützen, die eine weitere Seitenneigung des Rahmens 12 wirkungsvoll verhindern. Die Achsschenke 20 verfügen ebenfalls über je eine Befestigungsvorrichtung für einen optionalen Vorderrad- Spritzschutz.
Die Vorderräder 28 verfügen über Radnaben 26, die mit entsprechenden Bremsen ausgestattet sind, welche als Trommel-, Scheiben oder Rollenbremse ausgestaltet sein können. Die Vorderradbremsen werden synchron über einen Handbremshebel 42, 42' betätigt. Weiterhin ist eine von den Vorderrädern 28 unabhängige Hinterradbremse 58 vorgesehen, welche ebenfalls als Trommel-, Scheiben oder Rollenbremse - oder auch Felgenbremse ausgestaltet sein kann. Die Betätigung der Hinterradbremse 58 erfolgt ebenfalls über einen Handbremshebel 42, 42'. Der Handbremshebel 42,42' der Vorderradbremsen lässt sich zusätzlich mittels eines Sperrhebelchen im Zustand der Bremsfunktion feststellen. Diese Standbremse kann sowohl im stationären Betrieb als auch unterwegs, zum Beispiel, beim Abstellen des Trainingsgerätes an Wegen mit Gefälle etc. aktiviert werden. Alle Räder 28, 60 sind luftbereift, aus Komfortgründen können vorzugsweise so genannte Ballonreifen zum Einsatz kommen, die über gute Federungseigenschaften verfügen. Optional kann eine Federung des Rahmens 12 an Vorder- und/oder Hinterräder 28, 60 in der Art und Weise vorgesehen werden, dass die Lenkfunktion hiervon unbeeinflusst bleibt. Rechts und links des Rahmens 12 sind die beiden Antriebsvorrichtungen angebracht, bestehend aus Armantriebsstange 30, 30' und Beinantriebsstange 48, die mittels einer Gelenkverbindung 46 miteinander verbunden sind. Die Armantriebsstangen 30, 30' sind mittels gelagerter Aufhängung 44 mit dem Rahmen 12 verbunden. Die oberen Armantriebsstangen 30 lassen sich optional durch eine entsprechende Vorrichtung 32, horizontal schwenken. Eine weitere optionale Vorrichtung 36, kann eine Teleskopi- sierbarkeit in vertikaler Richtung mittels ergonomisch gekröpfter Handgriffrohre 38,38' an welchem entsprechende Handgriffe 40, 40' angebracht sind, ermöglichen. Damit lassen sich an den Armantriebsstangen 30 dreidimensionale Größenanpassungen an den Benutzer vornehmen.
Einer oder beide Handgriffe 40, 40' ist/sind mit der Gangschaltungsbetätigung versehen. Die Beinantriebsstangen 48 sind mit Trittflächen 50 versehen, welche in Längsrichtung in ihrer Position verstellt werden können. Die Beinantriebsstangen 48 sind an den hinteren Enden, unter Verwendung von Lagern, mit entsprechenden Kurbeln 52 verbunden. Die Kurbeln 52 bilden eine Einheit mit einem Zahnkranz 54 - oder mehreren Zahnkränzen, die in ihrer Größe variabel sind. Das beim Betrieb des Fitnessgerätes 10 erzeugte Drehmoment wird von der Kurbel-Zahnkranzeinheit mittels einer Kette 56 auf das Hinterrad 60 übertragen, an dem ebenfalls ein Zahnkranz oder eine Zahnkranzeinheit angeordnet ist. Dazwi- schengeschaltet ist eine Gangschaltung (nicht explizit dargestellt), welche sowohl als Nabenschaltung, als auch als Kettenschaltung ausgebildet sein kann. So lässt sich sowohl der Widerstand im stationären Training, als auch die Fahrgeschwindigkeit im mobilen Betrieb nach persönlichen Bedürfnissen sinnvoll steuern. Zur möglichen Befestigung von beispielsweise Hinterradspritzschutz und/oder Gepäckträger, kann der Rahmen 12 über dem Hinterrad 60 ein entsprechendes Rahmenteil 62 aufweisen.
Die Verwendung des Zahnkranzes 54 und der Kette 56 zwischen den Beinantriebsstangen 48 und der Achse des Hinterrades 60 erlaubt eine Federung des Fitnessgerätes 10 durch zusätzliche, nicht dargestellte Federelemente. Auch kann ein Freilauf des Hinterrades 60 ermöglicht werden. Beides ist bei einer direkten Ankopplung der Beinantriebsstangen 48 über Kurbeln 52 an die Achse des Hinterrades 60 nicht möglich.
Für den stationären Betrieb wird das Fitnessgerät 10 auf einem speziellen Rahmengestell 64 mit Hinterrad-Achsaufnahme und Laufrolle/Rollenwiderstand 66 mit wenigen Handgriffen montiert. Jetzt kann auch die Funktion der seitlichen Rahmenneigung durch vorgenannte Mechanik blockiert werden. Dadurch bleibt das Fitnessgerät 10 in der seitlichen Waage (vertikale Position). Um das Fitnessgerät 10 in Stationärbetrieb ebenfalls in der Längswaage zu halten, können die Vorderräder 28 in spezielle Vorderradlifter 68 gestellt werden, und so einen entsprechenden Niveauausgleich bewirken.
Die Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht des in Fig. 1 im Detail beschriebenen erfindungsgemäßen Fitnessgerätes 10 im mobilen Betrieb.
Die Fig. 2a zeigt eine weitere Seitenansicht des in Fig. 1 im Detail beschriebenen erfindungsgemäßen Fitnessgerätes 10, diese Darstellung dient zur Veranschaulichung der Bodenfreiheit, welche die Überwindung von Hindernissen wie beispielsweise Bordsteinkanten etc. ermöglicht.
Fig. 3 zeigt eine Vorderansicht des erfindungsgemäßen Fitnessgerätes 10.
Die Fig. 3a und 3b zeigen ebenfalls Vorderansichten des erfindungsgemäßen Fitnessgerätes 10. Beide Figuren stellen das Prinzip der Lenk-Kinematik schematisch dar. Es wird gezeigt, wie sich die gesamte Konstruktion mit Ausnahme der Vorderachse 16 seitlich neigt. Durch die bereits in Fig. 1 genauer beschrieben Seitenneigungsfunktion wird der Lenkeinschlag der Vorderräder 28 ausgelöst. Mit Erreichen des maximalen Lenkeinschlags wird ein weiteres seitliches Neigen des Rahmens 12 verhindert. Die Lenk-Kinematik kommt vollständig ohne Seilzüge und sonstige Einrichtungen oder Bauteile aus.
Die Fig. 4a zeigt eine Darstellung des Prinzips der optionalen, geschwindigkeitsabhängigen Pendeldämpfung in einem niedrigen Gang mit geringer Dämpfung. In die Gelenkaufhängung kann z.B. ein Dämpfungselement 74 integriert werden, welches eine Neutralisierung der seitlichen Neigung des Rahmens 12 nach Lenkmanövern sinnvoll unterstützt. Weiterhin arbeitet das Dämpfungselement 74 als Pendeldämpfer in der Weise, dass es dem bauartbedingten seitlichen Pendeln im Fahrbetrieb entgegenwirkt. Das Dämpfungselement 74 kann dabei optional geschwindigkeitsabhängig - mehrstufig oder mehrstufig progressiv ausgelegt sein. Diese variable Dämpfungscharakteristik kann durch eine an die Gangschaltung gekoppelte verstellbare Vorspannung des Dämpfungselementes 74 abgebildet werden. In höheren Gängen, und damit in höheren Geschwindigkeiten, verändert dabei ein an die Gangschaltung gekoppelter Excenter 70 analog des jeweils gewählten Gangs/Fahrstufe die Vorspannung und damit den Dämpfungswiderstand des Dämpfungselements.
In der Funktion wird hierbei ein Excenter 70 mittels Seilzug 76 mit der Gangschaltung gekoppelt. Der Excenter 70 wirkt auf einen Vorspanner 72 in der Art und Weise ein, dass dieser die Vorspannung auf ein oder mehrere Dämpfungselemente 74 verändert. Die Dämpfungselemente können vorzugsweise über der Welle der Vorderachse 16 angebracht sein und aus einem Elastomer oder einem anderen geeigneten Material bestehen.
Fig. 4b zeigt eine Darstellung des Prinzips der optionalen, geschwindigkeitsabhängigen Pendeldämpfung in einem hohen Gang mit hoher Dämpfung
Die Figuren 5a und 5b verdeutlichen den vorteilhaften Klappmechanismus des Fitnessrades 10. Ein Klappgelenk 78 ist in Fahrtrichtung hinter den Radnaben 26 der Vorderräder 28 angeordnet. Die Achsmittelpunkte des Klappgelenks 78 und der beiden Verbindungsgelenke 46 der Armhebel-Fußpedal-Kombinationen liegen dabei in einer Linie. Beim Zusammenklappen verlagert sich somit die Position der Vorderräder 28 um die Achse des Klappgelenks 78 nach hinten. Dadurch reduziert sich nicht nur das Höhenmaß des Fitnessgerätes 10 sondern auch das Längsmaß.

Claims

Patentansprüche
1. Fitnessgerät (10), das mobil und stationär einsetzbar ist und aufweist:
- einen Rahmen (12), an dem zwei Vorderräder (28) und ein Hinterrad (60) angeordnet sind,
- auf beiden Seiten des Rahmens (12) je eine Antriebsvorrichtung, jeweils bestehend aus einer Armantriebsstange (30), die gelenkig mit einer Beinantriebsstange (48) verbunden ist, wobei die Beinantriebsstangen (48) ein Drehmoment über einen Zahnkranz (54) und eine Kette (56) auf das Hinterrad (60) übertragen,
- eine Lenk-Kinematik zur Lenkung des Fitnessgerätes (10) im mobilen Einsatz durch Neigung des Rahmens (12).
2. Fitnessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf jeder Beinantriebsstange (48) eine Trittfläche (50) angeordnet ist, die in ihrer Position veränderbar sind.
3. Fitnessgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf jeder Beinantriebsstange (48) eine Trittfläche (50) angeordnet ist, wobei der Abstand der beiden Trittflächen (50) zueinander etwa 15 bis 20 cm, vorzugsweise 17 cm beträgt, gemessen von Innenkante zu Innenkante.
4. Fitnessgerät nach Anspruch einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorderräder (28) über eine Vorderachse (18) miteinander verbinden sind, welche über eine Gelenk-Aufhängung beweglich mit dem Rahmen (12) verbunden ist, was im mobilen Betrieb bei Gewichtsverlagerung durch den Benutzer eine Seitenneigung des Rahmens (12) bewirkt.
5. Fitnessgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenneigungsfunktion im stationären Betrieb mittels einer Mechanik arretierbar ist.
6. Fitnessgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gangschaltung vorgesehen ist.
7. Fitnessgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückführung des Rahmens nach Lenkmanövern in die vertikale Ausgangsposition durch ein Dämpfungselement (74) unterstützt wird.
8. Fitnessgerät nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (74) geschwindigkeitsabhängig progressiv ausgelegt ist.
9. Fitnessgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Excenter (70) mittels Seilzug (76) mit der Gangschaltung gekoppelt ist und die Vorspannung auf ein oder mehrere Dämpfungselemente (74) verändert.
10. Fitnessgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch einen Klappmechanismus, durch den sich das Trainingsgerät derart zusammenlegen lässt, dass es sowohl in der Höhen- als auch in der Längendimension reduziert wird.
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