EP3653274A1 - Sports device - Google Patents
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- A63B21/4043—Free movement, i.e. the only restriction coming from the resistance
Definitions
- a partial area of the bar has a bar cross section, which bar cross sections have a torsional stiffness increasing from the center point of the bar cross section to an edge zone.
- a reinforcing rib can be connected to the web and to a flange, the reinforcing rib as an element having a rib height increasing from the center point to the flange.
- FIGS 1 to 6 show a sports device comprising rod-shaped abutments with a fixed support 1 at its first end 2 and a second free end 3, which second end 3 is spaced from the first end 2 and to which second end 3 a person performing a movement (in Figure 1 to 5 not shown) can be articulated with a body part via a rope 4.
- a tensile force F is transmitted to the rod via the cable 4, as a result of which the rod is subjected to bending.
- the rod acts as a spring due to its flexural rigidity.
- the free end 3 comprises a vertically displaceable bearing 14, via which bearing 14 the cable 4 is articulated on the abutment.
- the end piece 11 comprises an elongated hole through which a bolt is slidably guided.
- the bolt is connected to the rope 4 via an eye.
- the bolt can slide vertically in the elongated hole, the displaceability of the bolt being lockable in the elongated hole. Due to the vertically movable bearing 14, the height 15 of the bearing 14 can be adjusted to the movement of the person.
- the sports device comprises a plug connection, the second rod element 17 being pushed into the first rod element 16 in a direction parallel to the direction of the cable.
- the rod elements 16, 17 comprise elongated projections and matching, likewise elongate recesses 19. The bending moment is transmitted between the first rod element 16 and the second rod element 17 through the projections and recesses 19.
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Abstract
Sportgerät umfassendein als ein Stab ausgebildetes Widerlager mit einem starren Auflager (1) an ihrem ersten Ende (2) und ein zweites Ende (3), welches zweites Ende (3) als ein freies Ende ausgebildet ist und an welchem zweiten Ende (3) eine eine Bewegung ausführende Person mit einem Körperteil über ein Seil (4) unter Ausübung einer Kraft auf das zweite Ende (3) verbindbar ist, wobeiein Teilbereich des Stabes einen Stabquerschnitt aufweist, welcher Stabquerschnitt ein Element mit einer vom Zentrumspunkt des Stabquerschnittes zu einer Randzone ansteigenden Elementhöhe aufweist.Sports equipment comprising an abutment designed as a rod with a rigid support (1) at its first end (2) and a second end (3), which second end (3) is designed as a free end and at which second end (3) a a person executing a movement can be connected to a body part via a rope (4) while exerting a force on the second end (3), wherein a portion of the rod has a rod cross-section, which rod cross-section an element with an element height increasing from the center point of the rod cross-section to an edge zone having.
Description
Diese Erfindung betrifft ein Sportgerät umfassend
ein als ein Stab ausgebildetes Widerlager mit einem starren Auflager an ihrem ersten Ende und ein zweites Ende, welches zweites Ende als ein freies Ende ausgebildet ist und an welchem zweiten Ende eine eine Bewegung ausführende Person mit einem Körperteil über ein Seil unter Ausübung einer Kraft auf das zweite Ende verbindbar ist.This invention relates to a sports device comprising
an abutment formed as a rod with a rigid support at its first end and a second end, which second end is designed as a free end and at which second end a person performing a movement with a body part via a rope with exertion of a force on the second end is connectable.
Eine ähnliche Vorrichtung ist aus
Die in den oben angeführten Dokumenten beschriebenen Sportgeräten weisen allesamt den Nachteil auf, dass bei Belastung der Stange eine Deformation auch in Form einer Torsion der Stange auftreten kann. Dies kann insbesondere dann geschehen, wenn über das Seil eine Kraft mit einer von einer Sollrichtung abweichenden Kraft auf die Stange wirkt. Die Stange des Sportgeräts kann als eine Feder wirken und auf die sich bewegende Person eine Rückstellkraft ausüben. Der gängigen Lehre folgende wird bei einer Torsionsdeformation die Federwirkung der Stange verändert, was für die Person unangenehm ist.The sports equipment described in the documents listed above all have the disadvantage that when the bar is loaded, a deformation can also occur in the form of a torsion of the bar. This can happen in particular if a force with a force deviating from a desired direction acts on the rod via the rope. The rod of the sports device can act as a spring and exert a restoring force on the moving person. Following the current teaching, the spring action of the rod is changed in the event of a torsional deformation, which is unpleasant for the person.
Die im Folgenden offenbarte Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Stange als Widerlager bereitzustellen, welche Stange auch bei einer veränderlichen Torsionsbelastung ein konstante Federwirkdung über das Seil auf die sich bewegende Person ausübt, sich durch eine geringe Torsionsdeformation auszeichnet.The object of the invention disclosed below is to provide a rod as an abutment, which rod exerts a constant spring effect on the moving person via the rope even with a variable torsional load, and is distinguished by a low torsional deformation.
Die Erfindung löst dies durch die Ausbildung des erfindungsgemäßen Sportgerätes gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1.The invention solves this by designing the sports device according to the invention in accordance with the characterizing part of
Erfindungsgemäß wird die technische Aufgabe dadurch gelöst, dass
ein Teilbereich des Stabes einen Stabquerschnitt aufweist, welcher Stabquerschnitt ein Element mit einer vom Zentrumspunkt des Stabquerschnittes zu einer Randzone ansteigenden Elementhöhe aufweist.According to the invention, the technical problem is solved in that
a partial area of the rod has a rod cross section, which rod cross section has an element with an element height increasing from the center point of the rod cross section to an edge zone.
Die Torsionssteifigkeit eines Stabes mit einer Längsachse ist eine Steifigkeit eines Stabes gegen ein Verdrehen um die Längsachse des Stabes. Der Fachmann erkennt, dass eine Torsionssteifigkeit nur bei einer Orientierung des Elementes in einem zu der Längsachse unterschiedlichen Winkel. Das Element und die Längsachse weisen zu einander einen Winkel auf.The torsional rigidity of a bar with a longitudinal axis is a rigidity of a bar against twisting around the longitudinal axis of the bar. One skilled in the art realizes that torsional rigidity is only at an orientation of the element at an angle different from the longitudinal axis. The element and the longitudinal axis are at an angle to one another.
Das erfindungsgemäße Sportgerät eignet sich insbesondere dazu, dass eine in einem Pool schwimmende Person mittels des Seiles am Widerlager fixiert wird. Die Person kann sohin im Pool schwimmend seine Tempi machen, ohne gegen den Rand des Pools zu schwimmen. Insbesondere eine schwimmende Person kann seine Richtung zu dem Sportgerät ändern, sodass das die Stange des Sportgerätes durch eine Torsion belastet wird.The sports device according to the invention is particularly suitable for fixing a person swimming in a pool to the abutment by means of the rope. The person can thus swim in the pool at their own pace without swimming against the edge of the pool. In particular, a swimming person can change his direction to the sports equipment, so that the rod of the sports equipment is loaded by torsion.
Der Fachmann erkennt, dass die Stange des Sportgerätes bei Beanspruchung auf Biegung als eine Feder wirkt. Bei einer Torsionsdeformation wird jedoch der gängigen Lehre folgend die Federwirkung geändert, was für den Schwimmer unangenehm ist.The person skilled in the art recognizes that the rod of the sports device acts as a spring when subjected to bending. In the event of a torsional deformation, however, the spring action is changed in accordance with current teaching, which is uncomfortable for the swimmer.
Die Erfindung versucht dieses Problem zu lösen, indem die Torsionssteifigkeit der Stange des Sportgerätes bei im Wesentlichen keiner Veränderung der Biegesteifigkeit der Stange derart erhöht wird, dass im Wesentlichen keine Torsionsdeformation auftreten oder diese unterbunden werden. Die Stange kann sich in Längserstreckung der Stange erstreckende Teilbereiche mit einer erhöhten Torsionssteifigkeit umfassen. Die Teilbereiche der erhöhten Torsionssteifigkeit können in Längsrichtung der Stange linear veränderlich sein.The invention tries to solve this problem by increasing the torsional stiffness of the rod of the sports device with essentially no change in the bending stiffness of the rod in such a way that essentially no torsional deformation occurs or is prevented. The rod can comprise partial areas extending in the longitudinal extension of the rod with increased torsional rigidity. The partial areas of the increased torsional rigidity can be linearly variable in the longitudinal direction of the rod.
Eine erfindungsgemäße Stange kann sich dadurch auszeichnen, dass Teilbereiche mit einer erhöhten Steifigkeit im Bereich des Widerlagers angeordnet sind. Dies ist auch jener Bereich, in welchem die betragsmäßig größten Torsionsspannungen auftreten.A rod according to the invention can be characterized in that partial areas with increased rigidity are arranged in the area of the abutment. This is also the area in which the greatest torsional stresses occur.
Ein Teilbereich des Stabes weist einen Stabquerschnitt auf, welcher Stabquerschnitte eine vom Zentrumspunkt des Stabquerschnittes zu einer Randzone ansteigende Torsionssteifigkeit aufweist.A partial area of the bar has a bar cross section, which bar cross sections have a torsional stiffness increasing from the center point of the bar cross section to an edge zone.
Eine erhöhte Torsionssteifigkeit kann insbesondere durch die Anordnung von Werkstückelementen in einem Außenbereich des Querschnittes des Stabes erreicht werden.An increased torsional rigidity can be achieved in particular by arranging workpiece elements in an outer region of the cross section of the rod.
Vorzugsweise ist die Elementhöhe parallel zu einer Komponente der Kraft orientiert.The element height is preferably oriented parallel to a component of the force.
Vorzugsweise nimmt die Torsionssteifigkeit verlaufend oder kontinuierlich zu. Ein sprunghafter Anstieg der Torsionssteifigkeit der Stange würde zu Spannungsspitzen in der Stange, insbesondere im Querschnitt der Stange führen.The torsional stiffness preferably increases continuously or continuously. A sudden increase in the torsional rigidity of the rod would lead to stress peaks in the rod, especially in the cross section of the rod.
Die Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Stab einen I-förmigen, U-förmigen Querschnitt umfassend einen Steg und Flansche umfasst, wobei der Steg als das Element eine vom Zentrumspunkt zu einem Flansch ansteigende Elementhöhe aufweist.The invention can be characterized in that the rod has an I-shaped, U-shaped cross section comprising a web and flanges, the web as the element having an element height increasing from the center point to a flange.
Die Sollzugrichtung des Seiles ist im rechten Winkel zu der Längserstreckung des Steges und/oder parallel zu der Längserstreckung eines Flansches sein.The nominal pull direction of the rope is at right angles to the longitudinal extension of the web and / or parallel to the longitudinal extension of a flange.
Ein kastenförmiger Querschnitt der Stange kann im Rahmen der Erfindung als ein äquivalenter Querschnitt zu einem I-förmigen Querschnitt angesehen werden.Within the scope of the invention, a box-shaped cross section of the rod can be regarded as an equivalent cross section to an I-shaped cross section.
Es kann am Steg und an einem Flansch eine Verstärkungsrippe angeschlossen sein, welche Verstärkungsrippe als Element eine vom Zentrumspunkt zum Flansch ansteigende Rippenhöhe aufweist.A reinforcing rib can be connected to the web and to a flange, the reinforcing rib as an element having a rib height increasing from the center point to the flange.
Das erfindungsgemäße Sportgerät wird auch anhand der
Der Fachmann ist jedoch in der Lage die in den Figuren beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Sportgerätes miteinander oder mit dem obenstehenden allgemeinen Teil der Beschreibung zu kombinieren.However, the person skilled in the art is able to combine the embodiments of the sports device according to the invention described in the figures with one another or with the general part of the description above.
In den Figuren sind die nachstehenden Elemente durch die vorangestellten Bezugszeichen gekennzeichnet.
- 1
- festes Auflager
- 2
- erstes Ende
- 3
- zweites freies Ende
- 4
- Seil
- 5
- Teilbereich
- 6
- Solldeformationsrichtung
- 7
- Deformationsrichtung
- 8
- Bogen
- 9
- erstes Bogenende
- 10
- zweites Bogenende
- 11
- Endstück
- 12
- Seilzugrichtung
- 13
- Achse des Widerlagers
- 14
- vertikal verschiebliches Lager
- 15
- Höhenpunkt
- 16
- erstes Stangenelement
- 17
- zweites Stangenelement
- 18
- Dorn
- 19
- Vorsprünge, Ausnehmungen
- 20
- Rastelement
- 1
- fixed support
- 2nd
- first end
- 3rd
- second free end
- 4th
- rope
- 5
- Subarea
- 6
- Target deformation direction
- 7
- Direction of deformation
- 8th
- arc
- 9
- first bow end
- 10th
- second bow end
- 11
- Tail
- 12
- Cable direction
- 13
- Axis of the abutment
- 14
- vertically movable bearing
- 15
- Highlight
- 16
- first rod element
- 17th
- second rod element
- 18th
- mandrel
- 19th
- Projections, recesses
- 20th
- Locking element
Die
Das Widerlager umfasst einen sich vom ersten Ende 2 sich im Wesentlichen in vertikaler Richtung nach oben erstreckenden Bogen 8. An den Bogen 8 schließt ein sich im Wesentlichen gerade erstreckendes Endstück 11 an, welches Endstück 11 das zweite freie Ende 3 umfasst. Der Bogen 8 umfasst zwei Flansche und einen durch ein Fachwerk verstärkten Steg. Der Bogen 8 weist eine im Wesentlichen über seine Erstreckungslänge konstante Biegesteifigkeit auf.The abutment comprises an
Der Bogen 8 ist so ausgeformt, dass das dem zweiten Ende 3 nähere zweite Bogenende 10, einen horizontalen Abstand a1 zum ersten Bogenende 9 und zum ersten Ende 2 aufweist. Es ist weiters das zweite freie Ende 3 vom zweiten Bogenende 10 um einen weiteren zweiten horizontalen Abstand a2 beabstandet, wobei der Abstand a2 bei dem in den
Das zweite freie Ende 3 ist somit um einen Abstand a=a1+a2 vom ersten Ende horizontal beabstandet. Durch den Abstand a beziehungsweise der daraus resultierenden Neigung der Achse des Widerlagers 13, welche Achse das erste Ende 2 und das zweite Ende 3 durchläuft, in Richtung der Seilzugrichtung 12 wird die Solldeformationsrichtung 6 des Widerlagers durch eine über das Seil 4 aufgebrachte Kraft vorgegeben. Diese Vorgabe erfolgt unter Verweis auf die gängige Lehre, insbesondere der Statik Theorie II. Ordnung.The second
Um ein Auskicken des Widerlagers in eine Deformationsrichtung 7 zu verhindern, welche Deformationsrichtung 7 von der Solldeformationsrichtung 6 unterschiedlich ist, umfasst das Widerlager im Übergang zwischen Bogen 8 und Endstück 11 den Teilbereich 5, welcher Teilbereich 5 eine erhöhte Biegesteifigkeit aufweist. Durch den Teilbereich 5 wird auch erreicht, dass das Widerlager bei Belastung über das Seil 4 im Bereich des Bogens 8 seine hauptsächliche Deformation erfährt. Der Bogen 8, dessen Biegesteifigkeit durch das verwendete Material und durch seine strukturelle Ausbildung wie Flansche, Stege, Fachwerk definiert wird, wirkt somit als Feder im erfindungsgemäßen Widerlager, während das Endstück 11 keine wesentliche Deformation erfährt. Das Endstück 11 wirkt somit als steifer Hebel.In order to prevent the abutment from kicking out in a
Es ist an den Teilbereich 5 ein weiterer Teilbereich 19 angeordnet, welcher eine vom ersten Ende 2 zum zweiten Ende 3 abnehmende Biegesteifigkeit aufweist. Der weitere Teilbereich 19 erstreckt sich über die gesamte Länge des Endstückes 11. Das Endstück 11 ist hierdurch steifer oder weniger leicht deformierbar als der Bogen 9. Die Ausbildung des Endstückes 11 als im Vergleich zu dem Bogen 8 als das steifere Element und der damit verbundenen Definition der hauptsächlichen Deformation im Bogen 8 wird erreicht, dass die Rückstellkraft für eine von der Solldeformationsrichtung 6 unterschiedliche Deformationsrichtung 7 einer Deformation aufgrund des wirksamen Hebels maximal ist.A further
Neben dem Problem des Ausknickens besteht auch das Problem der Torsionsbelastung, welche Torsionsbelastung eine Torsionsdeformation der Stange hervorrufen kann. Durch eine Torsionsdeformation wird der gängigen Lehre folgend die Federwirkung der Stange geändert, was für die Person unangenehm ist. Das erfindungsgemäße Sportgerät in der in den
Nachdem die Konzeption des Sportgerätes zur Wahrung der Transportfähigkeit der Gewichtsminimierung unterliegt, umfassen die Querschnitte der Teilbereiche mit den die Beigesteifigkeit und eine ausrechende Torsionssteifigkeit definierenden Elemente keine zusätzlichen, die Torsionssteifigkeit erhöhende Maßnahmen. Es zeigte sich, dass im Bereich des ersten Auflagers 2 die ausreichende Torsionssteifigkeit nicht durch Elemente gewährleistet werden kann, welche Elemente die Beigesteifigkeit definieren.After the conception of the sports equipment to maintain the transportability is subject to weight minimization, the cross sections of the partial areas with the elements defining the stiffness and an adequate torsional stiffness do not include any additional measures which increase the torsional stiffness. It was found that in the area of the
Die Achse der Strebe ist in einem von Null Grad unterschiedlichen Winkel zu der Längsachse des Stangenelementes 16 angeordnet. Bei dem in
Die Streben 22 können auch in einem rechten Winkel zu der Längsachse orientiert sein. Bei einem in Wesentlichen senkrecht orientierte Stangenelement erstreckt sich das Element horizontal oder in einem Winkel zu der Vertikalen.The
Das freie Ende 3 umfasst ein vertikal verschiebliches Lager 14, über welches Lager 14 das Seil 4 am Widerlager angelenkt ist. Das Endstück 11 umfasst hierzu ein Langloch, durch welches verschiebbar ein Bolzen geführt ist. Der Bolzen ist über ein Auge mit dem Seil 4 verbunden. Der Bolzen kann im Langloch vertikal gleiten, wobei die Verschiebbarkeit des Bolzens im Langloch sperrbar ist. Durch das vertikal verschiebbare Lager 14 ist der Höhenpunkt 15 des Lagers 14 an die Bewegung der Person einstellbar.The
Vorzugsweise wird der Höhepunkt 15 und auch die Länge des Seiles 4 so gewählt, dass die normal auf die Achse 13 stehende Komponente einer Kraft F größer ist als die zu der Achse 13 parallele Komponente der Kraft F.The
Das Widerlager umfasst ein erstes Stangenelement 16 und ein zweites Stangenelement 17, welche Stangenelemente 16, 17 durch eine biegesteife Verbindung 18 miteinander koppelbar sind. Die in den
Weiters umfasst das erfindungsgemäße Sportgerät eine unten beschriebene lösbare Verankerung.Furthermore, the sports device according to the invention comprises a releasable anchoring described below.
Die transportable Eigenschaft des erfindungsgemäßen Sportgerätes wird auch dadurch erreicht, dass das Sportgerät ein geringes Gewicht aufweist. Dies wird insbesondere durch die oben beschriebene Ausbildung des Querschnittes erreicht, welche dadurch geprägt ist, möglichst wenig Material anzuordnen, um eine maximale Torsionssteifigkeit zu erreichen.The transportable property of the sports device according to the invention is also achieved in that the sports device has a low weight. This is achieved in particular by the above-described design of the cross section, which is characterized by arranging as little material as possible in order to achieve maximum torsional rigidity.
Das Widerlager ist über einen Dorn 18 in einem Untergrund verankerbar. Der Untergrund kann beispielsweise Erde, Schotter oder Schnee sein. Der Fachmann ist in der Lage, einen geeigneten Untergrund auswählen, in welchen Untergrund der Dorn 18 mit seinem Gewinde eintreibbar ist.The abutment can be anchored in a subsurface via a
Das Sportgerät umfasst am Übergang zwischen dem ersten Stangenelement 16 und dem zweiten Stangenelement 17 eine Steckverbindung, wobei das zweite Stangenelement 17 in einer Richtung parallel zu der Richtung des Seiles in das erste Stangenelement 16 geschoben wird. Die Stabelemente 16, 17 umfassen hierzu längliche Vorsprünge und hierzu passende, ebenso längliche Ausnehmungen 19. Durch die Vorsprünge und Ausnehmungen 19 wird das Biegemoment zwischen dem ersten Stangenelement 16 und dem zweiten Stangenelement 17 übertragen.At the transition between the
Die Steckverbindung umfasst auch eine Rastverbindung. Wie in
Die Vorsprünge und die Vertiefungen 19 sind ineinanderpassend ausgeführt. Durch die Wahl des Werkstoffes der Vertiefungen und der Vorsprünge 19 kann die Federwirkung der Steckverbindung bestimmt werden. Bei dem in den
Claims (4)
ein als ein Stab ausgebildetes Widerlager mit einem starren Auflager (1) an ihrem ersten Ende (2) und
ein zweites Ende (3), welches zweites Ende (3) als ein freies Ende ausgebildet ist und an welchem zweiten Ende (3) eine eine Bewegung ausführende Person mit einem Körperteil über ein Seil (4) unter Ausübung einer Kraft auf das zweite Ende (3) verbindbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Teilbereich des Stabes einen Stabquerschnitt aufweist, welcher Stabquerschnitt ein Element mit einer vom Zentrumspunkt des Stabquerschnittes zu einer Randzone ansteigenden Elementhöhe aufweist.Comprehensive sports equipment
an abutment designed as a rod with a rigid support (1) at its first end (2) and
a second end (3), which second end (3) is designed as a free end and at which second end (3) a person performing a movement with a body part via a rope (4) by exerting a force on the second end ( 3) is connectable,
characterized in that
a partial area of the rod has a rod cross section, which rod cross section has an element with an element height increasing from the center point of the rod cross section to an edge zone.
die Elementhöhe parallel zu einer Komponente der Kraft orientiert ist.Sports device according to claim 1, characterized in that
the element height is oriented parallel to a component of the force.
der Stab einen I-förmigen, U-förmigen Querschnitt umfassend einen Steg und Flansche umfasst, wobei der Steg als das Element eine vom Zentrumspunkt zu einem Flansch ansteigende Elementhöhe aufweist.Sports device according to claim 1 to 2, characterized in that
the rod has an I-shaped, U-shaped cross section comprising a web and flanges, the web as the element having an element height increasing from the center point to a flange.
der am Steg und an einem Flansch eine Verstärkungsrippe angeschlossen ist, welche Verstärkungsrippe als Element eine vom Zentrumspunkt zum Flansch ansteigende Rippenhöhe aufweist.Sports device according to claim 3, characterized in that
a reinforcing rib is connected to the web and to a flange, which reinforcing rib has as an element a rib height increasing from the center point to the flange.
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