ITRA20090044A1 - Macchina ginnica - Google Patents

Description

industriale dal titolo:

"MACCHINA GINNICA"

La presente invenzione à ̈ relativa ad una macchina ginnica. In particolare, la presente invenzione à ̈ relativa ad una macchina ginnica provvista di un gruppo di carico azionabile ciclicamente. In dettaglio, la presente invenzione à ̈ relativa ad una macchina ginnica comprendente un gruppo di carico azionabile ciclicamente tramite almeno un organo di attivazione predisposto per essere mobile lungo un percorso anulare.

DESCRIZIONE DELLO STATO DELLA TECNICA

Nel settore delle macchine ginniche di tipo cardiovascolare à ̈ noto impiegare dei gruppi di carico provvisti di almeno un organo meccanico rotante portato dal un telaio della macchina e predisposto per fungere da dissipatore di potenza esercitata da un utente su di un attrezzo accoppiato direttamente all'organo meccanico o indirettamente attraverso l'interposizione di un dispositivo di trasmissione. Un organo meccanico di questo tipo, normalmente comprendente un volano, presenta una massa considerevole, per rendere più fluido lo scambio di potenza con l'utente durante il funzionamento della macchina e mantiene la propria condizione di moto rotatorio al termine dell'esercizio allenante fino a quando la coppia torcente inerziale associata allo stesso volano non viene equilibrata dalla coppia resistente, che risulta dall'azione combinata degli attriti presenti nelle coppie di organi in moto relativo e dalla inerzia degli organi impiegabili per l'azionamento. Si comprende facilmente che il volano si arresterà quando la coppia d' inerzia legata alla propria massa rotante diventerà minore della coppia resistente caratteristica degli organi mobili della macchina che sono collegati al volano stesso. Al verificarsi di tale condizione il volano stesso sarà disposto preferibilmente in una posizione a cui corrisponde una disposizione determinata degli organi meccanici mobili della macchina stessa, che può corrispondere ad una condizione d'impuntamento che deve essere sbloccata per permettere l'avvio della macchina stessa a partire dalla condizione operativa di riposo. In particolare, lo sblocco della macchina richiederà l'azionamento al contrario degli organi impiegati per l'azionamento e può richiedere sforzi notevoli ad utenti di qualsiasi livello di preparazione atletica.

Naturalmente un tale problema si riscontra anche in macchine in cui il gruppo resistente/di carico à ̈ di tipo elettromeccanico .

Per quanto sopra descritto, il problema di disporre di una macchina per l'allenamento cardiovascolare in cui la condizione di blocco meccanico sia evitabile à ̈ attualmente irrisolto, e rappresenta una sfida interessante per la richiedente, allo scopo di facilitare la pratica di tali tipologie di allenamento attraverso macchine meccaniche o elettro-meccaniche.

In considerazione della situazione sopra descritta sarebbe auspicabile disporre di una macchina ginnica economica e sicuro che, oltre a permettere di limitare e possibilmente superare gl'inconvenienti tipici del sopra illustrato stato dell'arte nota, definisca un nuovo standard per le metodologie di allenamento cardiovascolari.

SOMMARIO DELLA PRESENTE INVENZIONE

La presente invenzione à ̈ relativa ad una macchina ginnica. In particolare, la presente invenzione à ̈ relativa ad una macchina ginnica provvista di un gruppo di carico azionabile ciclicamente. In dettaglio, la presente invenzione à ̈ relativa ad una macchina ginnica comprendente un gruppo di carico azionabile ciclicamente tramite almeno un organo di attivazione mobile lungo un percorso anulare. Scopo della presente invenzione à ̈ realizzare una macchina ginnica per l'esecuzione di esercizi ginnici che permetta di risolvere gl'inconvenienti sopra illustrati, di pratico uso ed economica, che sia atta a soddisfare un insieme di esigenze allo stato dei fatti ancora senza risposta, in grado di modificare l'attuale mercato delle macchine ginniche e le tecniche di allenamento e, pertanto, atta a rappresentare una nuova ed originale fonte di interesse economico .

Secondo la presente invenzione viene realizzata una macchina ginnica le cui caratteristiche principali verranno descritte in almeno una delle rivendicazioni che seguono .

BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della macchina ginnica secondo la presente invenzione appariranno più chiari dalla descrizione seguente, esposta con riferimento alle figure allegate che ne illustrano almeno un esempio di attuazione non limitativo, in cui parti identiche o corrispondenti del dispositivo stesso sono identificate dagli stessi numeri di riferimento. In particolare:

- la figura 1 Ã ̈ una vista in elevazione laterale con parti asportate per chiarezza di una macchina prodotta secondo la presente invenzione;

- la figura 2 Ã ̈ una vista in scala ingrandita e con parti asportate per chiarezza di una porzione della figura 1; e - la figura 3 Ã ̈ una vista in scala ingrandita e con parti asportate per chiarezza di una porzione della figura 2. DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELLA PRESENTE INVENZIONE

Nella figura 1, con 1 à ̈ indicata, nel suo complesso, una macchina ginnica impiegabile validamente per l'esecuzione di un esercizio ginnico di tipo aerobico, quindi per l'allenamento del sistema cardiovascolare. È opportuno notare che per praticità, e senza per questo limitare la portata inventiva della presente invenzione, la macchina ginnica 1 à ̈ del tipo già descritto con riferimento alla domanda di brevetto italiana N. RA2008A000045, la cui descrizione e le cui tavole illustrative si considerano parte integrante della presente descrizione per economicità di testo e di disegno, ove indicato, anche nel caso in cui i numeri di riferimento impiegati per indicare parti identiche siano diversi fra loro per esigenze descrittive .

Sempre con riferimento alla figura 1, la macchina 1 comprende un telaio 10, un dispositivo di azionamento 40 provvisto di una coppia di prime leve 102 ciascuna delle quali à ̈ supportata dal telaio 10 attraverso l'interposizione di una seconda leva 104, infulcrata al telaio 10 stesso e attraverso un primo organo flessibile 106, di cui si dirà meglio in seguito, il quale supporta la prima leva 102 in posizione intermedia attraverso un collegamento 114 snodato.

Pertanto, ogni prima leva 102 à ̈ collegata al telaio 10 in modo tale da oscillare similmente ad una biella di un quadrilatero articolato rispetto al telaio 10 stesso. Ogni prima leva 102 presenta una porzione di estremità 108 conformata per accoppiare alla leva 104; ogni prima leva 102 presenta, inoltre, una estremità libera 110 da banda opposta alla porzione di estremità 108 e provvista di una pedana 112. Per quanto sopra descritto ogni pedana 112 à ̈ disposta sostanzialmente a sbalzo posteriormente al collegamento 114 nella figura 1. Ogni seconda leva 104 presenta, da banda opposta rispetto della porzione di estremità 108 della corrispondente prima leva 102, una manopola 116, che risulta basculabile rispetto al telaio 10 per quanto sopra descritto ed impugnabile da un utente per l'esecuzione di movimento degli arti superiori. La macchina 1 comprende, inoltre, un dispositivo di carico 300 disposto dalla parte della porzione di estremità 108 della prima leva 102, senza per questo limitare la portata della presente invenzione. Tale dispositivo di carico 300 à ̈ provvisto di un volano 320 portato dal telaio 10 in modo liberamente girevole attorno ad un asse 30 di fulcro determinato, sostanzialmente orizzontale, come risulta dalla figura 1. Tale volano 320 à ̈ collegato cinematicamente al dispositivo di azionamento 40 attraverso una trasmissione 200 già descritta con riferimento alla domanda RA2008A000045 e richiamata di seguito funzionalmente con il minimo di dettaglio richiesto, per praticità. Tale trasmissione 200 comprende, per ciascuna prima leva 102, oltre al primo organo flessibile 106 ed ai rispettivi organi di rinvio che si omette di descrivere per praticità, una manovella 322, rigidamente collegata coassialmente al volano 320. La trasmissione 200 comprende, inoltre, per ciascuna manovella 322, un secondo organo flessibile 24 già noto dalla domanda RA2008A000045 e collegato al corrispondente primo organo 106 flessibile attraverso un giunto 26, il quale à ̈ associato al telaio 10 e à ̈ pure già noto dalla domanda RA2008A000045 . Le due manovelle 322 sono contrapposte fra loro, quindi in opposizione di fase, in modo tale da portare il volano 320 in rotazione sotto la spinta delle due pedane 112 attraverso i primi e secondi organi flessibili 106 e 24. Pertanto, la particolare disposizione delle manovelle 322 mantiene le leve 102 costantemente in opposizione di fase.

Per quanto sopra descritto, nella macchina 1 che qui si à ̈ deciso di prendere per illustrare un esempio di attuazione della presente invenzione, le pedane 112 sono vincolate a muovere lungo una traiettoria ellittica allungata orizzontalmente, estesa in verticale per un'ampiezza limitata, e quindi la macchina 1 à ̈ impiegabile per l 'allenamento alla camminata o alla corsa.

Come à ̈ noto il volano 320 comprende un organo circolare di massa rilevante il cui scopo, in uso, à ̈ quello di immagazzinare energia cinetica di rotazione prodotta dall'azionamento delle pedane 112 e/o delle manopole 116 per fluidificare l'esecuzione dell'esercizio ginnico svolto attraverso la macchina 1. Pertanto, il volano 320 agisce come un organo dissipatore di potenza fino a quando la velocità di rotazione in fase di avvio della macchina 1 e, in fase di impiego a regime della stessa, da "riserva" di potenza accumulata per facilitare il mantenimento di un funzionamento in condizione di regime. Pertanto, la presenza del volano 320 allunga i tempi di fermata della macchina 1, in fase di conclusione dell'esercizio.

È opportuno notare che una possibile condizione d'impuntamento della macchina 1 si verifica quando la cinghia 24 à ̈ disposta secondo la verticale, le manovelle 322 sono allineate alla cinghia 24 e le prime leve 102 sono disposte a forbice, nei rispettivi punti morti superiore ed inferiore.

Il dispositivo di carico 300 presenta, inoltre, un organo dissipatore di potenza di tipo regolabile che comprendente un freno 340 elettromagnetico portato dal telaio 10 e provvisto di un disco 342 rotante collegato meccanicamente al volano 320 in modo angolarmente fisso attraverso un' ulteriore trasmissione 400 a cinghia ad assi paralleli. Pertanto, il dispositivo di carico 300 combina caratteristica meccanica in parte fissa ed in parte regolabile rispettivamente determinate dal volano 320 e del freno 340.

La trasmissione 400 può essere ad uno o più stadi. In particolare, senza per questo limitare la portata della presente invenzione, nelle figure allegate tale trasmissione 400 à ̈ a due stadi. Scopo di tale trasmissione 400 à ̈ di modificare i parametri cinematici del disco 342 del freno 340 rispetto a quelli del volano 320 stesso e delle prime leve 102, responsabili dell'azionamento di tutte le parti in movimento della macchina 1 per migliorare le prestazioni del freno 340 stesso.

In aggiunta, la macchina 1 comprende un dispositivo antiimpuntamento 50 associato al volano 320 e comprendente almeno un magnete 52 portato dal volano 320. In particolare, con riferimento alla figura 3, il dispositivo anti- impuntamento 50 comprende una coppia di magneti 52 mobili portati dal volano 320 stesso. Tali magneti 52 sono diametralmente opposti fra loro analogamente alle manovelle 322 e sono normalmente sfasati rispetto ad una condizione di quadratura con queste ultime per motivi che saranno più chiari in seguito. Tale dispositivo antiimpuntamento 50 comprende, inoltre, un magnete 54 fisso, portato dal telaio 10 in posizione di affaccio ad ogni magnete 52 mobile. In particolare, il telaio 10 porta il magnete 54 fisso ad una quota sostanzialmente identica alla distanza della traccia dell'asse 30 nella figura 1 rispetto ad una pavimentazione PV, sulla quale appoggia la macchina 1, in modo tale che i due magneti 52 mobili siano sostanzialmente equidistanti dal magnete 54 fisso quando il volano 320 à ̈ disposto con le manovelle 322 sostanzialmente orizzontali, in una configurazione visibile nella figure 1 e, con maggiore dettaglio, nella figura 3. Per quanto sopra descritto, i magneti 52 mobili ed il magnete 54 fisso sono disposti ad una distanza radiale sostanzialmente identica dall'asse 30 di fulcro del volano 320 in modo tale da esercitare sul volano 320 una coppia di torsione di natura magnetica atta ad imporre al volano 320 di assumere una posizione operativa determinata rispetto al telaio 10. Per ottenere tale risultato, i magneti 52 mobili ed il magnete 54 presentano poli magnetici omologhi contrapposti fra loro e la forza di repulsione magnetica scambiata tra i poli omologhi di ogni magnete 52 e del magnete 54 stesso à ̈ massima in condizioni di reciproco affaccio di tali magneti. Tale forza di repulsione cala sensibilmente in condizione di sfasamento anche minimo tra un magnete 52 ed il magnete 54, condizione alla quale si manifesta la coppia di torsione magnetica sul volano 320. Ciò spiega il motivo per cui la disposizione dei magneti 52 sul volano 320 non à ̈ in quadratura con le manovelle 322, dato che, se così fosse, ci si potrebbe trovare nella condizione in cui la forza di repulsione sarebbe massima ma la condizione d' impuntamento non sarebbe facilmente superabile a causa della condizione di affaccio di un magnete 52 con il magnete 54. Pertanto, normalmente ogni manovella 322 à ̈ sfasata rispetto al magnete 52 di un angolo diverso da 90°. Conferma di tale situazione si può ricavare graficamente nella figura 2 e, in scala ingrandita, nella figura 3 osservando la linea L rettilinea e l' angolazione con la linea rettilinea che collega i centri dei due magneti 52 mobili, e la inclinazione dell'organo flessibile 24 rispetto ad una direzione verticale, in particolare nella figura 2. Tali figure fotografano una situazione di fermo macchina, in cui a causa dell'interazione tra i magneti 52 e 54 adiacenti le manovelle 322 si discostano dalla posizione verticale, rendendo impossibile riscontrare la condizione d'impuntamento .

Naturalmente, la scelta dei magneti 52 mobili e del magnete 54 fisso viene operata per disporre, a magneti 52 mobili e 54 fisso leggermente sfasati fra loro, di una coppia torcente sufficiente intensa a spostare le manovelle 322 dalla posizione di impuntamento e, conseguentemente, le prime leve 102 dalla posizione a forbice.

Pertanto, a questa posizione delle manovelle 322 può corrispondere una posizione di riposo delle prime leve 102 qualsiasi, a patto che sia diversa dalla disposizione a forbice delle prime leve 102 visibile nella figura 1.

Per quanto sopra descritto, il dispositivo antìimpuntamento 50 à ̈ interpretabile come un secondo dispositivo di azionamento la cui azione si apprezza in assenza di carico esterno agente sulle prime leve 102 o sulle seconde leve 104.

L'uso della macchina ginnica 1 sopra descritta risulta facilmente comprensibile da quanto sopra descritto e non richiede ulteriori spiegazioni.

Risulta infine chiaro che alla macchina ginnica 1 qui descritta ed illustrata possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall'ambito protettivo della presente invenzione.

Ad esempio, si comprende facilmente che i magneti 52 mobili e/o il magnete 54 fisso possono essere di tipo permanente o elettromagneti alimentati da una corrente elettrica regolabile in modo noto e non illustrato, in modo tale da produrre un campo magnetico di intensità variabile anche istante per istante, al fine di evitare delle condizioni di impuntamento delle prime/seconde leve 102/104 anche in condizioni di attrito interno maggiorato tra gli organi in movimento della macchina 1 rispetto alle condizioni nominali di progetto. A questo scopo sarà opportuno inserire completare la dotazione della macchina ginnica di un alimentatore, di sensori della resistenza a carico nullo e di una centralina elettronica a cui collegare i sensori ed i magneti per poter variare adeguatamente i parametri della corrente elettrica da erogare a questi ultimi.

Per quanto sopra descritto, risulta facilmente comprensibile che ogni macchina ginnica 1 strutturata come sopra descritto risulta idonea ad essere impiegata a partire dalla condizione di riposo anche da parte di utenti de-condizionati o che potrebbero trovarsi a disagio nell' eseguire delle operazioni di azionamento inverso della macchina che desiderano impiegare per eseguire una sessione di allenamento cardiovascolare.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1.Macchina ginnica (1) comprendente un telaio (10} supportante dei primi mezzi di azionamento (40) provvisti di almeno una coppia di prime leve (102)(104) ciascuna delle quali presenta un rispettivo attrezzo (112)(116) atto a fungere da interfaccia utente; dei mezzi di carico (300) essendo previsti in collegamento con le dette prime leve (102) per dissipare della potenza applicata a ciascun detto attrezzo (112)(116) in proporzione definibile a piacere; i detti mezzi di carico (300) essendo predisposti per mantenere le dette prime leve (102)(104) in opposizione di fase; caratterizzata dal fatto di comprendere dei secondi mezzi di azionamento (50) di natura magnetica associati ai detti mezzi di carico (300) per portare e mantenere le dette prime leve (102)(104) in una posizione di riposo tale da prevenire condizioni d'impuntamento.
2. 2. Macchina secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che i detti mezzi di carico (300) comprendono un primo organo dissipatore (320) di caratteristica meccanica fissa ed un dispositivo dissipatore (340) di caratteristica meccanica regolabile; il detto primo organo dissipatore comprendendo un volano (320) portato dal detto telaio (10) in modo liberamente girevole attorno ad un asse (30) di fulcro ed una coppia di manovelle (322) accoppiate rigidamente e coassialmente al detto volano (320) in modo tale da risultare disposte in opposizione di fase fra loro; ogni detta manovella (322) essendo collegata meccanicamente ad una detta prima leva (102) in modo tale da mantenere costantemente le dette prime leve (102)(104) in opposizione di fase fra loro.
3. 3. Macchina secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che i detti secondi mezzi di azionamento (50) comprendono almeno un magnete mobile (52) portato rigidamente al detto volano (320) ed un magnete fisso (54) portato dal detto telaio (10) in posizione di affaccio ad ogni detto magnete mobile (52).
4. 4. Macchina secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto che i detti secondi mezzi di azionamento comprendono una coppia di magneti (52) mobili portati rigidamente dal detto volano (320) diametralmente opposti fra loro e sfasati rispetto alle dette manovelle (322) di un angolo diverso da 90°.
5. 5. Macchina secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che il detto volano (320) e il detto magnete fisso (54) sono portati dal detto telaio (10) ad una quota sostanzialmente identica, in modo tale da imporre alle dette manovelle (322) di disporsi in allineamento al detto magnete fisso (54) e al detto asse (30) di fulcro.
6. 6. Macchina secondo la rivendicazione 5, caratterizzata dal fatto che i detti primi mezzi di azionamento (40) comprendono una coppia di seconde leve (104) ciascuna delle quali à ̈ infulcrata al detto telaio (10) e ad una corrispondente detta prima leva (102) in corrispondenza di una rispettiva porzione di estremità (108) dalla parte del detto volano (320).
7. 7. Macchina secondo la rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che ogni detta prima leva (102) Ã ̈ portata dal detto telaio (10) in modo tale da oscillare similmente ad una biella di un quadrilatero articolato attraverso una detta seconda leva (104) ed un primo organo flessibile (106) rispetto al detto telaio (10); ciascuna detta prima leva (102) comprendendo una pedana (112) come interfaccia utente ed ogni detta seconda leva (104) comprendendo una manopola (116) come interfaccia utente.
8. 8. Macchina secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 4-7, caratterizzata dal fatto che i detti magneti mobili (52) e/o il detto magnete fisso (54) possono essere di tipo permanente o elettromagneti alimentati a corrente, in modo tale da permettere un adeguamento della forza motrice esercitabile dai detti secondi mezzi di azionamento (50) per evitare condizioni di impuntamento delle dette prime e seconde leve (102)(104) anche in condizioni di attrito interno maggiorato rispetto a delle condizioni di progetto.
9. 9.Macchina secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni caratterizzata dal fatto che il detto dispositivo dissipatore (340) comprende un freno elettromagnetico (342).
10. 10. Macchina ginnica come descritta ed illustrata con riferimento alle figure annesse.