WO2015120890A1 - Muskeltrainingsgerät - Google Patents

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WO2015120890A1
WO2015120890A1 PCT/EP2014/052819 EP2014052819W WO2015120890A1 WO 2015120890 A1 WO2015120890 A1 WO 2015120890A1 EP 2014052819 W EP2014052819 W EP 2014052819W WO 2015120890 A1 WO2015120890 A1 WO 2015120890A1
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WO
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training
muscle
weight
point
seat
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PCT/EP2014/052819
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Daniel Wollmann
Original Assignee
Daniel Wollmann
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Publication date
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    • A63B23/1245—Primarily by articulating the shoulder joint
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    • A63B71/0054—Features for injury prevention on an apparatus, e.g. shock absorbers

Definitions

  • the invention relates to a muscle training device with a tension element (18), a handle element (23) and means (8) for generating a tensile force, wherein the means (8) for generating a tensile force as a spring arrangement (8) are formed, one end of a first point (4) of a lever arm (6) engages and wherein the
  • Pulling element (18) acts on a second point of the lever arm (6), wherein the second point is arranged at a distance from the first point (4).
  • the known muscle weight training devices have the following problems:
  • the risk of injury due to an increasing training weight should be lower.
  • a smaller site or training area should be achieved by a compact design.
  • the training force should be more precisely adjustable.
  • the preload can be adjusted continuously in contrast to US Pat. No. 3,558,131 A.
  • the preload can be adjusted electrically, ie not mechanically.
  • the preload weight is adjusted using a train scale mechanism 24 or a
  • the seat can be swiveled away so that a wheelchair user can also exercise on the equipment without leaving the wheelchair while exercising.
  • the training weight can be automatically adjusted during the exercise.
  • a resistance adjustment is generated with the aid of the time and the position of the lever arm (incremental encoder), depending on the desired force curve.
  • the training weight can be reduced automatically, if eg. B. the heart rate rises above the setpoint or the exercising person can not complete the exercise completely or the previously set
  • a setting device can be guided by means of a cable to any point. This particular advantage is not apparent from the writings and is not suggested.
  • the combination of the spring preload system and the associated lever arm increases the "training weight” (the training force) up to the end of the exercise, resulting in greater safety, greater well-being and a lower risk of injury.
  • the spring preloading system and the folding elements of the device are space-saving than known muscle training devices with weight systems.
  • the new design makes it possible to train in a corner of the room. The required location and training area drops many times over others
  • the hydraulic pumps can be different, z. B. manually (hydraulic hand pump) or electrically driven.
  • FIG. 1 shows an overall view of the muscle training device according to the invention according to a first exemplary embodiment
  • FIG. 2 shows the spring biasing system (at rest) of the device according to FIG. 1,
  • FIG. 5 shows the spring preloading system (100 mm preload with lever travel) of FIG.
  • FIG. 6 shows the spring assembly of the device according to FIG. 1,
  • FIG. 7 shows the resistance generation consisting of two linear drives
  • FIG. 1 an inventive muscle training device according to a second embodiment, here a perspective view of the tension mechanism, a front view of the device of Figure 8, an embodiment of the device of Figure 8 as a leg press machine, an embodiment of the device of Figure 8 as a breast internal traction device, an embodiment of the device according to 8 as a shoulder pressing machine, an embodiment of the device according to FIG. 8 as a leg bending machine, an embodiment of the device according to FIG. 8 as a rowing machine, an embodiment of the device according to FIG. 8 as a breast pressing machine, an embodiment of the device according to FIG. 8 as a back stretching machine, an embodiment of the device according to FIG 8 as a leg press machine, an embodiment of the device according to FIG. 8 as a stomach machine and an embodiment of the device according to FIG. 8 as a leg stretching machine.
  • Figure 1 shows the entire muscle training device at rest.
  • the special space-saving design allows a location in a room corner.
  • the seat arm (13), the spar (1) for the pulleys and the two rudder arms (10) can be easily folded into the interior of the unit, so that you need a site area of only 0.3 m 2 .
  • the new spring preloading system With the help of the new spring preloading system and a quick conversion of some components, it is possible to train all the back muscles in the smallest space. Other muscles such as biceps and triceps can also be trained on this device.
  • the method of the spring biasing system provides for an increasing workout weight during the exercise.
  • the training weight can be adjusted with the help of the hydraulic system.
  • Ropes (18) and pulleys (17) ensure that the training weight for the user from the end of the drawbar to the preload holder (2) or rudder lever (10) is available.
  • Different seat assemblies (20) can optionally be plugged into the numerous seat mounts on the seat post (13) and adjusted by means of split pins (21) in height. This ensures the perfect, gentle sitting position.
  • roller guides are several sets of units, each with spring assemblies 8, 8a, receiving arms 7, 7a and
  • the spring assembly (8) is relaxed and the hydraulic cylinder (11) is extended.
  • the pull lever (6) is at the bottom of the spring assembly in the starting position.
  • Hydraulic cylinder (11) is actuated by means of a hand pump.
  • a preload of 100 mm is assumed. From the formulas of FIG. 3, at the same spring constant, a preload force FV of 5452 N results.
  • Hydraulic cylinder assumed.
  • the preload force is again 5452 N.
  • Figure 6 shows the basic structure of the spring package, consisting of 2 x 5 individual springs.
  • FIG. 7 shows the two linear drives (52, 57)
  • the linear actuator (57) is used for the pretensioning system.
  • the other linear drive (52) adjusts the position of the spring assembly on the lever arm (53).
  • Both systems with the associated sensors incremental encoder (63) and located in the linear actuators positioner (potentiometer) provide the automatic weight adjustment (resistance adjustment) during the exercise. It enables the realization of force curves (resistance curves) during training (exercise).
  • Step 1 The trainee chooses an exercise and adjusts the appropriate seat abutments (20) on the seat post (13) to his physique.
  • Step 2 He sets the weight to be trained with the help of the hydraulic system to his desired weight. This is done by the Switzerlandfederb (8) of the
  • Step 3 Now it is possible to perform the exercise in different ways with the help of the pull cable (18) and with the handle (23) at the end in a suitable sitting position. Usually here the handle is pulled to different areas of the body. With the help of the Federvorspannsystems and the associated pull lever (6) is now no longer immediately the entire weight to be trained on, but only a small weight that increases in the exercise execution in the course of movement to the body to the end of the exercise on the previously set weight , With the help of a Switzerlandwaagenmechanik (24), which is located in the pull cable (18) between the pull lever (6) and the handle (23), that is
  • the roller 51 serves to adjust the spring assembly (bearing for the
  • the first linear actuator 52 (24V) is responsible for the position adjustment of the spring assembly.
  • the lever arm 53 stores the force for the
  • the spring packet receptacle 54 ensures the connection of the spring assembly to the mounted lever arm.
  • the cover 55 provides the mechanical protection of the exerciser.
  • the frame profile 56 gives the device its shape.
  • the second linear actuator 57 (24V) is for the preload of the spring assembly.
  • the tension spring 58 provides the necessary training resistance.
  • Training element holder 59 ensures the connection of the carrier spar to the respective training element.
  • On the support rail 60 of the respective seat is mounted mounted (seat can be swung away).
  • the respective training element is stored on it.
  • the seat mounts 61 are for mounting the respective seat.
  • the two pedestal bearings 62 absorb the shaft of the lever arm and ensure smooth rotation of the lever arm.
  • the incremental encoder 63 passes the position of the lever arm to the controller.
  • the cable 64 transmits the force via rollers to the training element and provides for the upcoming training resistance on the training element.
  • the core product consists of a novel device family, with the isokinetic physical exercises can be performed as a medical therapy or sports and fitness training.
  • the configuration of the various device versions allows - similar to the equipment variants for car purchases - an individual device version configured to customer requirements.
  • the performance, scope and price of each device can be varied.
  • Target groups of almost every device user in a targeted and price-effective manner Target groups of almost every device user in a targeted and price-effective manner.
  • the product range consists of the following “single” function devices (extensions and type specifications possible), which can be ordered in different versions at different prices, depending on equipment and accessories, in the variants "Basic” (without special accessories) to " Premium "(with all
  • FIG. 15 breast pressing machine
  • FIG. 11 internal thoracic traction machine
  • Another product area is using motion rails for the
  • the isokinetic mechanism is built in miniaturized form for arm or leg splints in order to precisely match the medically indicated effort with the load limits of the injured limb.
  • Specific devices can be used for any sport, e.g. optimized rowing, whereby a realistic power curve can be implemented.
  • a variant of the medical product line is designed especially for seniors to avoid injuries during training with a more porous bone structure and less resilient muscles.
  • Tension springs - which are housed in the floor box - and a lever arm mounted, it is possible at the end of the lever arm by a rope or a chain
  • Training arm to move, the tensioned automatically and electronically controlled springs to the end of the training path.
  • a - previously definable - training weight is achieved, which increases linearly during the exercise movement to the end of the movement.
  • the spring package with the help of a biasing device stretched different lengths, which increases until the end of the exercise weight is increased.
  • This method of weight adjustment ensures that an increasing training weight can be set compared to conventional exercise equipment.
  • Training bar (Latissimuszug) noticed a reduction in weight and thus achieved a safer training feeling. This minimizes the risk of injury and increases the motivation to train.
  • a specially adapted wheelchair having some special features, e.g. special adjustment of the
  • the devices are characterized by a compact design, since they have no disturbing and unnecessary attachments.
  • a set of training weights is not present and therefore gives a lower weight. This also ensures an unrestricted view of mirrors installed on the wall. These are necessary for self-control for a correct training process.
  • some equipment variants (with integrated screen) provide a training sequence recorded by a coach on video, in which the exercising person has the correct one
  • the devices are individually adapted to the training person for an electronic, interactively functioning computer control
  • Control terminal connected by the supervising coach to monitor and follow up.
  • a screen attached to the device can both record the recorded correct training sequence, play instructions of the trainer on headphones, speakers or flow chart, as well as conventional movies or music video clips (via headphones) for entertainment or distraction play. This allows a personnel-saving monitoring of exercisers or patients via the
  • Trainer control panel with the information to be retrieved individually about the respective training process - and the possible control of medical values such as pulse,
  • Alarm functions for sudden medical problems can also be programmed individually.
  • This particular technology can be used in the medical-therapeutic field, especially for persons with limited movement or force exercise behavior. Due to the extremely gentle use of the technique, rehabilitation as well as preventive work can be carried out with the highest and most gentle methods for the patient.
  • the basic unit of a series of functions can be offered with the minimum equipment that guarantees the basic function at a reasonable starting price. There are five types of equipment:
  • Training programs and individual device settings per user ID / chip can be achieved.
  • the storage of this data (from device variant "Superior") also reduces the time required by the trainer / exercise manager, since here the exercise procedure and the
  • Weight simulation makes longer training times on the exercise machine superfluous.
  • the personnel costs are reduced by 50% compared to conventional ones
  • a controller with corresponding sensors and Touch Panel PC serves to graphically display and compare the performance of the people. This ensures analytics and diagnostics. In addition, training plans,
  • Training forms and performance data are stored. At the same time, any bodily functions are recorded during exercise.
  • the keyword is "bio-feedback.” Values that exceed or fall below the tolerance range will automatically lower the training weight automatically so that the exercising person can quickly get out of the danger area.
  • Incremental encoder (magnetic measuring system)

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Abstract

Das Muskeltrainingsgerät mit einem Zugelement (18), einem Griffelement (23) und Mitteln (8) zur Erzeugung einer Zugkraft, wobei die Mittel (8) zur Erzeugung einer Zugkraft als Federanordnung (8) ausgebildet sind, deren eines Ende an einem ersten Punkt (4) eines Hebelarms (6) angreift und wobei das Zugelement (18) an einem zweiten Punkt des Hebelarms (6) angreift, wobei der zweite Punkt im Abstand vom ersten Punkt (4) angeordnet ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass das andere Ende der Federanordnung (8) über eine kontinuierlich und elektrisch längenverstellbare Anordnung fixiert ist.

Description

Muskeltrainings gerät
Die Erfindung betrifft ein Muskeltrainingsgerät mit einem Zugelement (18), einem Griffelement (23) und Mitteln (8) zur Erzeugung einer Zugkraft, wobei die Mittel (8) zur Erzeugung einer Zugkraft als Federanordnung (8) ausgebildet sind, deren eines Ende an einem ersten Punkt (4) eines Hebelarms (6) angreift und wobei das
Zugelement (18) an einem zweiten Punkt des Hebelarms (6) angreift, wobei der zweite Punkt im Abstand vom ersten Punkt (4) angeordnet ist.
Stand der Technik
Bei den bekannten Muskeltrainingsgeräten, die mit Gewichten arbeiten, treten die folgenden Probleme auf:
1) Durch das hohe Anfangsgewicht zu Beginn der Übung (Trainingsvorgang) steht sofort das gesamte zu trainierende Gewicht an.
2) Gelenke und Bänder sind somit während des Trainings besonders gefährdet (hohe Beanspruchung) und das Verletzungsrisiko ist daher hoch.
3) Trainingsgeräte, mit denen man die gleichen Muskelpartien trainieren kann, benötigen eine sehr große Trainingsfläche.
4) Die Gewichte sind nicht grammgenau einstellbar. Anfänger, müssen beim
Übergang zum nächstschwererem Gewicht zu große Schritte absolvieren.
Zum Stand der Technik werden außerdem US 4 231 568 A und US 3 558 131 A genannt.
Aufgabe und Lösung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung: Die oben genannten Probleme sollen gelöst werden.
Insbesondere soll das Verletzungsrisiko durch ein ansteigendes Trainingsgewicht geringer sein. Eine geringere Standort- bzw. Trainingsfläche soll durch eine kompakte Bauweise erreicht werden. Die Trainingskraft soll genauer einstellbar sein.
Diese Aufgabe wird bei einem Muskeltrainingsgerät der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das andere Ende der Federanordnung (8) über eine kontinuierlich und elektrisch längenverstellbare Anordnung fixiert ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angeführt.
Im Vergleich zum Stand der Technik nach der US 4 231 568 A und der US 3 558 131 A hat die Erfindung unter anderem folgende wesentliche sachliche Unterschiede:
· Die Vorspannung lässt sich im Gegensatz zur US 3 558 131 A kontinuierlich einstellen.
• Mittels der elektrischen Hydraulikpumpe oder dem Elektrozylinder oder dem Linearantrieb lässt sich die Vorspannung elektrisch, also nicht mechanisch, einstellen.
· Das Vorspanngewicht wird mithilfe einer Zugwaagenmechanik 24 oder einem
Touch Panel PC angezeigt.
• Der Sitz kann weggeschwenkt werden, so dass ein Rollstuhlfahrer auch an den Geräten trainieren kann, ohne den Rollstuhl während des Trainings zu verlassen.
· Das Trainingsgewicht kann während der Übung automatisch verstellt werden.
Hierzu wird mit Hilfe der Zeit und der Lage des Hebelarms (Inkrementalgeber) eine Widerstandsverstellung je nach Kraftkurvenwunsch generiert.
• Gleichzeitig kann automatisch das Trainingsgewicht reduziert werden, wenn z. B. die Herzfrequenz über den Sollwert steigt oder die trainierende Person die Übung nicht vollständig zu Ende führen kann oder die zuvor eingestellte
Zeitspanne abgelaufen ist.
Die elektrische Längenverstellbarkeit geht aus den beiden genannten Schriften nicht hervor. Sie bietet auch besondere Vorteile, denn der Benutzer kann nun die Länge verstellen, ohne seine Trainingsposition zu verlassen. Dies ist bei rein mechanischen
Verstellmöglichkeiten nicht ohne weiteres der Fall. Bei elektrischen Einstellungen kann ein Einstellgerät mittels eines Kabels zu jedem beliebigen Punkt geführt werden. Auch dieser besondere Vorteil geht nicht aus den Schriften hervor und ist nicht daraus nahegelegt.
Weitere allgemeine Erläuterung der Erfindung:
Durch die Kombination aus dem Federvorspannsystem und dem dazugehörigen Hebelarm steigt das„Trainingsgewicht" (die Trainingskraft) bis zum Endpunkt der Übung an. Eine höhere Sicherheit, ein größeres Wohlbefinden und ein geringeres Verletzungsrisiko ist die Folge. Das Federvorspannsystem und die einzuklappenden Elemente des Gerätes sind platzsparender als bekannte Muskeltrainingsgeräte mit Gewichtsystemen. Die neue Bauform ermöglicht es, in einer Zimmerecke zu trainieren. Die benötigte Standort- und Trainingsfläche sinkt um ein Vielfaches im Vergleich zu anderen
Muskeltrainingsgeräten.
Mit Hilfe des Federvorspannsystems, bestehend aus dem Federpaket, Hebelarm, Hydraulikzylinder und der Hydraulik(hand)pumpe, ist es möglich, grammgenau sein Trainingsgewicht einzustellen. Die Hydraulikpumpen können unterschiedlich, z. B. manuell (Hydraulikhandpumpe) oder elektrisch angetrieben sein.
Ausführungsbeispiele
Im Folgenden werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. In allen Zeichnungen haben gleiche Bezugszeichen die gleiche Bedeutung und werden daher gegebenenfalls nur einmal erläutert.
Es zeigen
Figur 1 eine Gesamtdarstellung des erfindungsgemäßen Muskeltrainingsgeräts nach einem ersten Ausführungsbeispiel,
Figur 2 das Federvorspannsystem (im Ruhezustand) des Gerätes nach Figur 1 ,
Figur 3 das Federvorspannsystem (keine Vorspannung, nur Hebelweg) des
Gerätes nach Figur 1,
Figur 4 das Federvorspannsystem (100 mm Vorspannung ohne Hebel weg) des
Gerätes nach Figur 1,
Figur 5 das Federvorspannsystem (100 mm Vorspannung mit Hebelweg) des
Gerätes nach Figur 1,
Figur 6 das Federpaket des Gerätes nach Figur 1,
Figur 7 die aus zwei Linearantrieben bestehende Widerstandsgenerierung nach
Figur 1, ein erfindungsgemäßes Muskeltrainingsgerät nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, hier eine perspektivische Darstellung der Zugmechanik, eine Ansicht von vorn des Gerätes nach Figur 8, eine Ausführung des Gerätes nach Figur 8 als Beinpressmaschine, eine Ausführung des Gerätes nach Figur 8 als Brustinnenzugmaschine, eine Ausführung des Gerätes nach Figur 8 als Schulterdrückmaschine, eine Ausführung des Gerätes nach Figur 8 als Beinbeugemaschine, eine Ausführung des Gerätes nach Figur 8 als Rudermaschine, eine Ausführung des Gerätes nach Figur 8 als Brustdrückmaschine, eine Ausführung des Gerätes nach Figur 8 als Rückenstreckmaschine, eine Ausführung des Gerätes nach Figur 8 als Beinpressmaschine, eine Ausführung des Gerätes nach Figur 8 als Bauchmaschine und eine Ausführung des Gerätes nach Figur 8 als Beinstreckmaschine.
Erstes Ausführungsbeispiel
Figur 1 zeigt das gesamte Muskeltrainingsgerät im Ruhezustand. Wie man erkennt, lässt die spezielle platzsparende Bauform einen Standort in einer Raumecke zu. Der Sitzausleger (13), der Holm (1) für die Umlenkrollen und die beiden Ruderarme (10) lassen sich problemlos ins Geräteinnere einklappen, so dass man eine Standortfläche von nur 0,3 m2 benötigt. Mit Hilfe des neuen Federvorspannsystems und eines schnellen Umbaus einiger Komponenten ist es möglich, auf kleinstem Raum z.B. alle Rückenmuskeln zu trainieren. Andere Muskeln, z.B. Bizeps und Trizeps können ebenso an diesem Gerät trainiert werden. Gleichzeitig sorgt die Methodik des Federvorspannsystems für ein ansteigendes Trainingsgewicht während der Übung. Das Trainingsgewicht kann mit Hilfe des Hydrauliksystems grammgenau eingestellt werden. Seile (18) und Umlenkrollen (17) sorgen dafür, dass für den Anwender das Trainingsgewicht vom Zughebelende bis zum Vorspannhalter (2) oder Ruderhebel (10) zu Verfügung steht. Unterschiedliche Sitzaufbauten (20) können wahlweise in die zahlreichen Sitzaufnahmen am Sitzausleger (13) eingesteckt und mit Hilfe von Splinten (21) auf Höhe justiert werden. So ist immer die perfekte, schonende Sitzposition gewährleistet.
Für unterschiedliche Trainingsmethoden und Rollenführungen sind mehrere Sätze von Einheiten, jeweils mit Federpaketen 8, 8a, Aufnahmearmen 7, 7a und
doppeltwirkenden Hydraulikzylindern 11, I Ia, vorgesehen. Figur 2: Die Anordnung befindet sich im Ruhezustand und zeigt alle wesentlichen Einbaukomponenten.
Das Federpaket (8) ist entspannt und der Hydraulikzylinder (11) ist ausgefahren. Der Zughebel (6) liegt unten am Federpaket in der Ausgangsposition.
Figur 3 : Das Federpaket (8) ist nicht vorgespannt und die Anordnung kann nur über den Zughebel (6) betrieben werden. Da die aufzubringende Kraft aufgrund der Federkonstanten D proportional zum zurückgelegten Federweg Fl ist, kann man nun mit gleichmäßig zunehmender Kraft trainieren. Die volle Belastung tritt somit erst bei voller Auslenkung ein.
In Figur 4 wird das Federpaket (8) vorgespannt. Dies geschieht, indem der
Hydraulikzylinder (11) mittels einer Handpumpe betätigt wird. In diesem Beispiel wird eine Vorspannung von 100 mm angenommen. Aus den Formeln von Figur 3 ergibt sich bei der gleichen Federkonstante eine Vorspannungskraft FV von 5452 N.
In Figur 5 haben wir zunächst die gleiche Vorspannung FV wie bei Figur 4. Es wird also wieder eine gleiche Federauslenkung von 100 mm mit Hilfe des
Hydraulikzylinders angenommen. Die Vorspannkraft beträgt erneut 5452 N.
Um nun den Zughebel (6) in die Position von Figur 5 zu bringen, wird das Federpaket um 100 mm zusätzlich nach oben gestreckt. Somit ergibt sich für die Gesamtkraft FG ein Wert aus den beiden Einzelkräften Fl + F2 = 5452 N + 5452 N = 10904 N. Die Zugkraft F2 kann nun aus dem rechts- und links drehenden Moment ermittelt werden.
Figur 6 zeigt den grundsätzlichen Aufbau des Federpakets, bestehend aus 2 x 5 Einzelfedern.
In Figur 7 sieht man die aus zwei Linearantrieben (52, 57) bestehende
Widerstandsgenerierung. Der Linearantrieb (57) wird für das Vorspannsystem eingesetzt. Der andere Linearantrieb (52) verstellt die Position des Federpaketes auf dem Hebelarm (53). Beide Systeme mit der dazugehörigen Sensorik Inkrementalgeber (63) und die sich in den Linearantrieben befindenden Positionsgeber (Potentiometer) sorgen für die automatische Gewichtsverstellung (Widerstandsverstellung) während der Übung. Sie ermöglicht die Realisierung von Kraftkurven (Widerstandskurven) während des Trainings (Übung).
Funktionsweise
Schritt 1 : Der Trainierende entscheidet sich für eine Übung und stellt den oder die passenden Sitzaufbauten (20) am Sitzausleger (13) auf seinen Körperbau ein.
Schritt 2: Er stellt das zu trainierende Gewicht mit Hilfe des Hydrauliksystems auf sein Wunschgewicht ein. Dies geschieht, indem das Zugfederpaket (8) von dem
Hydraulikzylinder (11) vorgespannt wird. Schritt 3: Jetzt ist es möglich, in passender Sitzposition mit Hilfe des Zugseiles (18) und mit dem sich am Ende befindenden Haltegriff (23) die Übung in unterschiedlicher Art und Weise durchzuführen. Meist wird hier der Haltegriff zu unterschiedlichen Bereichen des Körpers gezogen. Mit Hilfe des Federvorspannsystems und des dazugehörigen Zughebels (6) steht nun nicht mehr sofort das gesamte zu trainierende Gewicht an, sondern erst ein geringes Gewicht, das bei der Übungsausführung im Verlauf einer Bewegung zum Körper bis zum Endpunkt der Übung auf das zuvor eingestellte Gewicht ansteigt. Mit Hilfe einer Zugwaagenmechanik (24), die sich im Zugseil (18) zwischen Zughebel (6) und Haltegriff (23) befindet, ist das
Vorspanngewicht zu erkennen.
Das ungewöhnliche Design und die spezielle Bauform, sorgen für ein rundum platzeinsparendes Gerät. Zweites Ausführungsbeispiel Bauteilebeschreibung (Figuren 8 und 9)
Die Rolle 51 dient der Verstellbarkeit des Federpaketes (Lager für die
Positionsänderung). Der erste Linearantrieb 52 (24V) ist für die Positionsverstellung des Federpaketes verantwortlich. Der Hebelarm 53 speichert die Kraft für die
Freisetzung am Trainingselement.
Die Federpaketaufnahme 54 sorgt für die Verbindung von Federpaket zum gelagerten Hebelarm. Die Verkleidung 55 sorgt für den mechanischen Schutz des Trainierenden. Das Rahmenprofil 56 gibt dem Gerät seine Form. Der zweite Linearantrieb 57 (24V) ist für die Vorspannung des Federpaketes. Das Zugfederpaket 58 sorgt für den nötigen Trainingswiderstand. Die
Trainingselementaufnahme 59 sorgt für die Verbindung von Trägerholm zum jeweiligen Trainingselement. An dem Trägerholm 60 wird der jeweilige Sitz gelagert montiert (Sitz kann weggeschwenkt werden). Zusätzlich befindet sich das jeweilige Trainingselement gelagert an ihm. Die Sitzaufnahmen 61 sind für das Montieren des jeweiligen Sitzes.
Die beiden Stehlager 62 nehmen die Welle des Hebelarms auf und sorgen für eine reibungslose Drehbewegung des Hebelarms. Der Inkrementalgeber 63 gibt die Position des Hebelarms an die Steuerung weiter.
Das Seil 64 leitet die Kraft über Rollen an das Trainingselement weiter und sorgt für den anstehenden Trainingswiderstand am Trainingselement.
Bei der erfindungsgemäßen Serie neuartiger Trainingsgeräte machen Kraftentwicklung und Gewichtesteuerung die bisher üblichen Eisengewichte mit Kraft und
Wirkungsübertragung per Seilzug überflüssig. Mit einer elektronisch gesteuerten Form der Gewichtseinstellung ist es möglich, während der Übung linear ansteigende Gewichte zu realisieren. Außerdem wird mit Hilfe der Steuerungssoftware ein
Angleichen des Trainingsgewichtes in Laufe der Übung ermöglicht. Diese Geräte unterscheiden sich in Technik, Kraftsteuerung und Optik grundlegend von den herkömmlichen Sport- und Fitnessgeräten.
Insgesamt wird die Einführung dieses völlig neuartigen Wirkungstyps an Geräten mit der Möglichkeit, grundsätzlich jedes Training komplett individuell per Computer gesteuert und von einer Trainingsaufsicht kontrollierbar auszuführen, eine nachhaltige Innovation für die als Zielbereiche anvisierten Marktsegmente darstellen.
Das Kernprodukt besteht aus einer neuartigen Gerätefamilie, mit der isokinetische Körperübungen als medizinische Therapie oder als Sport- und Fitnesstraining ausgeführt werden können.
Diese Methodik wurde durch eine besondere elektronische, interagierend wirkende Steuerung noch deutlich verbessert. Dadurch hat sich als weitere ideale
Einsatzmöglichkeit dieser Geräte der Bereich Medizintechnik - präventiv und rehabilitativ - erwiesen.
Die Konfiguration der verschiedenen Geräteversionen lässt - ähnlich wie bei den Aus stattungs Varianten beim Autokauf - eine individuelle, auf die Kundenwünsche konfigurierte Geräteversion zu. Hier kann durch Hinzufügen oder Weglassen bestimmter Ausstattungsmodule Leistungsvermögen, Anwendungsbereich und der Preis der einzelnen Geräte variiert werden. Somit lässt sich in den einzelnen
Abnehmergruppen fast jeder Gerätenutzer gezielt und auch Preisaktiv erreichen.
Trainingsgeräte
Die Produktreihe besteht aus folgenden„Single"-Funktionsgeräten (Erweiterungen und Typen-Spezifikationen möglich), die nach Wunsch des Kunden in verschiedenen Ausführungen zu unterschiedlichen Preisen, abhängig von Ausstattung und Zubehör, in den Varianten„Basic" (ohne besonderes Zubehör) bis„Premium" (mit allen
Zusatzausstattungen) angeboten werden sollen:
Beine:
- Beinstreckmaschine (Figur 19)
- Beinpressmaschine (Figur 10)
- Beinbeugemaschine (Figur 13)
Brust:
- Brustdrückmaschine (Figur 15) - Brustinnenzugmaschine (Figur 11)
Schulter:
- Schulterdrückmaschine (Figur 12)
Bauch:
- Bauchmaschine (Figur 18)
Rücken:
- Rückenstreckmaschine (Figur 16)
- Rudermaschine (Figur 14)
Arme:
- Bizepsmaschine
- Trizepsmaschine
Diese Geräte können ohne großen Aufwand zu weiteren Funktionsmöglichkeiten auf- und umgerüstet werden.
Ein weiterer Produktbereich wird mit Bewegungsschienen für die
Rehabilitationsbehandlung von Knochenverletzungen abgedeckt. Hierbei wird der Isokinetikmechanismus in verkleinerter Form für Arm- oder Beinschienen gebaut, um den medizinisch indizierten Kraftaufwand exakt den Belastungsgrenzen der verletzten Extremität anzupassen.
Spezifische Geräte können für jede Sportart eingesetzt werden, z.B. optimiertes Rudern, wobei eine realistische Kraftkurve umgesetzt werden kann. Eine Variante der medizintechnischen Produktreihe ist besonders seniorengerecht ausgelegt, um bei poröserer Knochenstruktur und weniger belastbarer Muskulatur Verletzungen während des Trainings zu vermeiden.
Funktionsbeschreibung der Geräte
Mittels eines Federpakets, bestehend aus einer unterschiedlichen Anzahl von
Zugfedern - die im Bodenkasten untergebracht sind - und einem gelagerten Hebelarm, ist es möglich, am Ende des Hebelarms durch ein Seil oder eine Kette einen
Trainingsarm zu bewegen, der bis zum Ende des Trainingsweges die automatisch und elektronisch gesteuerten Federn spannt. Somit wird ein - vorher definierbares - Trainingsgewicht erzielt, das während der Trainingsbewegung linear bis zum Ende der Bewegung ansteigt. Wird nun das Federpaket mit Hilfe einer Vorspannvorrichtung unterschiedlich lang gespannt, wird das bis zum Ende der Übung ansteigende Gewicht erhöht.
Diese Methodik der Gewichtseinstellung stellt sicher, dass gegenüber herkömmlichen Trainingsgeräten ein ansteigendes Trainingsgewicht eingestellt werden kann.
Zusätzlich werden Bänder und Muskeln bis zum Erreichen des Maximalgewichts über den gesamten Trainingsweg sanft geführt. Selbst bei Ermüdung der trainierenden
Person während eines Trainingssatzes kann diese sofort den Vorteil des ansteigenden und später abfallenden Gewichtes spüren, da sie z.B. beim Hochlassen der
Trainingsstange (Latissimuszug) eine Gewichtsreduzierung merkt und somit ein sichereres Trainingsgefühl erlangt. Dadurch wird das Verletzungsrisiko minimiert und die Trainingsmotivation erhöht.
Rückenstrecker: Das sehr zeitgemäße und kompakte Design sorgt für eine luftige Trainingsumgebung. Zusätzlich ist es barrierefrei, da auch Rollstuhlfahrer die
Möglichkeit haben, an diesen Geräten trainieren zu können. Dies geschieht durch das Wegdrehen (Pfeil 65) des Trainings sitzes 66 um die Sitzaufnahme 61 nach außen
(Figur 16).
Rückenstrecker im Rollstuhlmodus
Als Hilfestellung während der Übung, dient ein speziell dafür umgebauter Rollstuhl, der einige Besonderheiten aufweist, z.B. besondere Verstellmöglichkeiten der
Sitzfläche, eine sehr tief gehaltene Rückenlehne und besondere Feststellmöglichkeiten. Damit lassen sich auch für auf Rollstühle angewiesene Personen nahezu perfekte Trainingsmöglichkeiten schaffen. Alle Geräte sind in verschiedenen Ausführungen erhältlich. Diese haben
unterschiedliche Ausstattungen für verschiedene Trainingsvarianten. Damit werden auch die Anwendungsbereiche definiert, z.B. medizinisch-therapeutisch oder für Sport und Fitness. So kann der Kunde entscheiden, welche der beschriebenen Funktionen er für seine Trainingsstätte benötigt.
Die Geräte zeichnen sich durch eine kompakte Bauweise aus, da sie keine störenden und unnötigen Anbauteile aufweisen. Ein Paket an Trainingsgewichten ist nicht vorhanden und ergibt deshalb ein niedrigeres Eigengewicht. Das gewährleistet auch eine uneingeschränkte Aussicht auf an der Wand installierte Spiegel. Diese sind zur Selbstkontrolle für einen korrekten Trainingsablauf notwendig. Für einen Vergleich der richtigen Haltung und Übungsausführung sorgt bei einigen Gerätevarianten (mit integriertem Bildschirm) eine von einem Trainer auf Video aufgezeichnete Trainingssequenz, bei der die trainierende Person die richtige
Trainingshaltung angenommen hat. Dieser Videoclip erscheint immer dann, wenn das jeweilige Training startet.
Dabei ist es auch möglich, einen persönlichen Vergleich aufzustellen, mit dem abgespielten Videoclip und der im Spiegel betrachteten Trainings Situation. So kann die trainierende Person - oder der beaufsichtigende Trainer -, bei Abweichungen sofort reagieren und Körperhaltung oder Trainingsgewichtsstufe ändern. Bekanntlich stammen viele langwierige Sportverletzungen aus nicht korrekt ausgeführten
Trainingsübungen.
In der Premiumaus stattung sind die Geräte über eine elektronische, interaktiv funktionierende Computersteuerung individuell auf die Trainingsperson für
Gewichtszuweisung und Übungsablauf zu programmieren, und mit einem
Kontrollterminal verbunden durch den beaufsichtigenden Trainer zu überwachen und nachzusteuern.
Ein am Gerät angebrachter Bildschirm kann sowohl den aufgezeichneten korrekten Trainingsablauf wiedergeben, Hinweise des Trainers über Kopfhörer, Lautsprecher oder Fließschrift einspielen, wie auch herkömmliche Filme oder Musikvideoclips (über Kopfhörer) zur Unterhaltung oder Ablenkung abspielen. Das ermöglicht eine personalsparende Überwachung von Trainierenden oder Patienten über das
Trainerkontrollpult mit den einzeln abzurufenden Informationen über den jeweiligen Trainingsablauf - und der möglichen Kontrolle medizinischer Werte wie Puls,
Muskelspannung, Atemfrequenz oder Blutdruck - auch mehrerer Teilnehmer.
Auch Alarmfunktionen bei plötzlich auftretenden medizinischen Problemen können individuell programmiert werden. Diese besondere Technologie kann im medizinisch-therapeutischen Bereich besonders für Personen mit eingeschränktem Bewegungs- oder Kraftausübungsverhalten genutzt werden. Aufgrund der extrem schonenden Einsatzweise der Technik kann sowohl rehabilitativ wie auch präventiv mit höchster und für den Patienten schonendster Methodik gearbeitet werden.
Dies erschließt in diesem Marktsegment einen komplett offenen und extrem
aufnahmewilligen Nachfragermarkt. Laut Gutachten der TU Chemnitz, die
wissenschaftliche Forschungsarbeiten für medizintechnische Trainingsgeräte durchführt, besteht eine sehr gute Vermarktungsaussicht, da ähnlich funktionierende Trainingsgeräte bisher nicht verfügbar sind, jedoch dringend benötigt werden. Die Geräte der verschiedenen Ausstattungsvarianten enthalten zahlreiche
Anwendungsbereiche und Funktionsstufen.
Die dort beschriebene Vielzahl an Trainingsmöglichkeiten ist zu dem kalkulierten Angebotspreis auf dem Markt der Isokinetik-Geräte einzigartig und erschließen jedem Sportstättenbetreiber weitere Kundenkreise und viele innovative neue Trainingsformen.
Neben den oben beschriebenen Geräten, die dem„Hardware-Bereich" zuzuordnen sind, sollen als weitere Leistungsangebote auch spezieller Kundendienst wie die Aufstellung und Endmontage der Geräte beim Gerätebetreiber, Einweisung in die Gerätebedienung und Reparatur- und Wartungsarbeiten - selbst oder in Lizenz durchgeführt - angeboten werden.
Auch die Entwicklung von spezifisch programmierter Steuerungssoftware und die Erstellung von - auch grafisch animierten - Trainingsprogrammen gehören zum Leistungsangebot.
Zusätzlich werden regelmäßig technische Weiterentwicklungen oder Software-Updates angeboten.
Produktvarianten Das Basisgerät einer Funktionsreihe kann mit der minimalen, die Grundfunktion gewährleistenden Ausstattung, zu einem günstigen Einstiegspreis angeboten werden. Vorgesehen sind fünf Ausstattungstypen:
1. Ausführung„Basic"
- elektronische Gewichts Voreinstellung über Bedienoberfläche
- digitale Gewichtsanzeige (verlaufsorientiert)
- computergesteuerte Voreinstellung des Trainingsgewichts (proportional zum Übungsverlauf)
- manuell verstellbare Sitze und Anbauelemente
2. Ausführung„Basic plus"
- elektronische Gewichts Voreinstellung über Bedienoberfläche
- digitale Gewichtsanzeige (verlaufsorientiert)
- computergesteuerte Voreinstellung des Trainingsgewichts (proportional zum Übungsverlauf)
- manuell verstellbare Sitze und Anbauelemente
- Schnittstelle zur individuellen Bedieneinstellung
- Netzwerkfähig zum Zentralserver (Standort bei Übungsleitung)
3. Ausführung„Superior"
- 12-Zoll Touchscreen als Bedienoberfläche
- elektronische Gewichtsvoreinstellung über Touch-Panel-PC
- grafische verlaufsorientierte Gewichts anzeige über Touch-Screen
- automatisch verstellbare Sitze und Anbauelemente
- automatische Auswahl von Trainingsplänen und Trainingsaufgaben über den Touch- Panel-PC
- vollautomatische Regelung des Trainingsgewichtes individuell dimensioniert zur
Leistungsfähigkeit der trainierenden Person (Isokinetik)
- Steuern und kontrollieren eines Krafttestes über den Touch-Panel-PC
- Steuern eines Intervalltrainings über den Touch-Panel-PC
- Steuern und kontrollieren von "Haltekraftübungen" mit definierten Werten über den Touch-Panel-PC
- Netzwerkfähig zum Zentralserver (Standort bei Übungsleitung)
4. Ausführung„Superior de Luxe"
- 15-Zoll Bildschirm mit Touchscreen als Bedienoberfläche
- Stereo-Kopfhörer
- elektronische Gewichtsvoreinstellung über einen Touch-Panel-PC
- grafische verlaufsorientierte Gewichts anzeige über Touch-Screen
- automatisch verstellbare Sitze und Anbauelemente - automatische Auswahl von Trainingsplänen und Trainingsaufgaben über den Touch- Panel-PC
- vollautomatische Regelung des Trainingsgewichtes individuell dimensioniert zur Leistungsfähigkeit der trainierenden Person (Isokinetik)
- Steuern und kontrollieren eines Krafttestes über den Touch-Panel-PC
- Steuern eines Intervalltrainings über den Touch-Panel-PC
- Steuern und kontrollieren von "Haltekraftübungen" mit definierten Werten über den Touch-Panel-PC
- Abspielen von Videoclips mit Trainingshilfen oder Unterhaltungs-medien über den Monitor
- direkte Vernetzung mit dem Kontroll-PC des Trainingsleiters
5. Ausführung„High- End oder Premium"
- 17-Zoll Bildschirm mit Touchscreen als Bedienoberfläche
- Stereo-Kopfhörer mit Mikrofon zur Direktkommunikation mit Trainer
- elektronische Gewichtsvoreinstellung über einen Touch-Panel-PC
- grafische verlaufsorientierte Gewichts anzeige über Touch-Screen
- automatisch verstellbare Sitze und Anbauelemente
- automatische Auswahl von Trainingsplänen und Trainingsaufgaben über den Touch- Panel-PC
- vollautomatische Regelung des Trainingsgewichtes individuell dimensioniert zur
Leistungsfähigkeit der trainierenden Person (Isokinetik)
- Steuern und kontrollieren eines Krafttestes über den Touch-Panel-PC
- Steuern eines Intervalltrainings über den Touch-Panel-PC
- Steuern und kontrollieren von "Haltekraftübungen" mit definierten Werten über den Touch-Panel-PC
- grafische Darstellung des Trainingsverlaufs (aktuell und periodisch)
- Leistungsanalyse über alle Trainingseinheiten
- Datensicherung über einen zentralen Datenspeicher (Basis Server mit Drucker)
- Zuordnung der Trainingsdaten und Individualeinstellungen am Trainingsgerät durch ID-Übermittlung (Code/Mitgliedsnummer)
- Kontrolle und Übersteuerung des Übungsablaufs über einen Zentralrechner durch Übungsleiter/Physiotherapeut/Trainer
- Abspielen von Videoclips mit Trainingshilfen oder Unterhaltungs-medien über den Monitor, Ton per Kopfhörer
- direkte Vernetzung mit dem Kontroll-PC des Trainingsleiters Grundsätzlich sind alle Ausführungsvarianten zur Aufnahme von Rollstühlen vorgesehen. Dazu braucht nur der Sitz weggedreht werden.
Vergleiche mit markteingeführten Geräten
Ein besonderer wirtschaftlicher Nutzen gegenüber Konkurrenzprodukten kann durch schnellere Durchlaufzeiten der Trainierenden infolge der Speicherung von
Trainingsprogrammen und individuellen Geräteeinstellungen per Nutzer- ID/Chip erzielt werden. Die Speicherung dieser Daten (ab Gerätevariante„Superior") verringert ebenfalls den Zeitaufwand des Trainers/Übungsleiters, da hier der Übungsablauf und die
Gewichtssimulation längere Einweisungszeiten am Trainingsgerät überflüssig machen. Die Personalkosten sinken hierbei um 50% gegenüber herkömmlichen
Trainingsmethoden und Trainingsgeräten.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
Eine Steuerung mit entsprechender Sensorik und Touch Panel PC dient dazu, die Leistungsfähigkeit der Personen grafisch darzustellen und zu vergleichen. So wird eine Analytik und Diagnostik gewährleistet. Zusätzlich können Trainingspläne,
Trainingsformen und Leistungsdaten abgespeichert werden. Gleichzeitig werden während des Trainings jegliche Körperfunktionen aufgezeichnet. Das Stichwort dafür ist„Bio-Feedback". Bei Werten, die den Toleranzbereich über- oder unterschreiten, wird das Trainingsgewicht rasch automatisch herabgesenkt, damit die trainierende Person schnell aus dem Gefahrenbereich gelangt.
Ein speziell umgebauter Rollstuhl mit integrierter elektrischer Sitzverstellung und einer speziellen Fixiervorrichtung dient zur perfekten Anbindung an die Trainingsgeräte. Bezugszeichenliste
1 Holm für Umlenkrollen, einklappbar
2 Vorspannhalter
3 Stützholm
4 ersten Punkt (Kugellager und Lagerbuchsen)
5 oberer Rahmenholm
6 Hebelarm (Zughebel)
7 Aufnahmearm für den Zughebel
7a zweiter Aufnahmearm für den Zughebel
8 Mittel zur Erzeugung einer Zugkraft, Federanordnung (Federpaket) 8a zweites Mittel zur Erzeugung einer Zugkraft, zweite Federanordnung
(Federpaket)
9 Hydraulikpumpenhebel
10 Ruderarme
11 Hydraulikzylinder doppeltwirkend
IIa zweiter Hydraulikzylinder doppeltwirkend
12 Hydraulikpumpenhalter
13 Sitzausleger, einklappbar
14 Hydraulikpumpe
15 Sitzauslegeraufnahme
16 unterer Rahmenholm
17 Umlenkrollen
18 Zugelement (Zugseil)
19 Zugwaage
20 Sitz
21 Splint
22 Vorspannkugel
23 Griffelement (Haltegriff)
24 Zugwaagenmechanik
51 Schwerlastrolle
52 Linearantrieb 1 24V Hebelarm
Federpaketaufnahme
Verkleidung
Rahmenprofiel
Linearantrieb 2 24V
Federpaket
Trainingselementaufnahme
Trägerholm
Sitzaufnahme
Stehlager
Inkrementaldrehgeber (magnetisches Messsystem)
Seil
Pfeil
Trainingssitz, Sitz

Claims

Ansprüche
Muskeltrainingsgerät mit einem Zugelement (18), einem Griffelement (23) und Mitteln (8) zur Erzeugung einer Zugkraft, wobei die Mittel (8) zur Erzeugung einer Zugkraft als Federanordnung (8) ausgebildet sind, deren eines Ende an einem ersten Punkt (4) eines Hebelarms (6) angreift und wobei das Zugelement (18) an einem zweiten Punkt des Hebelarms (6) angreift, wobei der zweite Punkt im Abstand vom ersten Punkt (4) angeordnet ist,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass das andere Ende der Federanordnung (8) über eine kontinuierlich und elektrisch längenverstellbare Anordnung fixiert ist.
Muskeltrainingsgerät nach Anspruch 1 ,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die längenverstellbare Anordnung als ein Hydraulikzylinder (11) ausgebildet ist, der mittels einer elektrisch angetriebenen Hydraulikpumpe (14) längenverstellbar ist.
Muskeltrainingsgerät nach Anspruch 1 ,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die längenverstellbare Anordnung unmittelbar mittels eines Elektromotors längenverstellbar ist.
Muskeltrainingsgerät nach Anspruch 1 ,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass das Muskeltrainingsgerät ein- und ausklappbare Elemente aufweist, insbesondere einen Sitzausleger (13), einen Holm (1) für Umlenkrollen (17) und Ruderarme (10).
Muskeltrainingsgerät nach Anspruch 1 ,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass eine Zugwaagenmechanik (24 im Zugseil (18) zwischen Zughebel (6) und
Haltegriff (23) angeordnet ist und insbesondere eine Anzeige für das
Vorspanngewicht hat.
Muskeltrainingsgerät nach Anspruch 1 ,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Muskeltrainingsgerät einen um eine Sitzaufnahme (61) nach außen drehbaren Trainingssitz (66) zum Einstellen des Rollstuhlmodus aufweist.
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