DE19733595A1 - Maschine zur Maximalkraftentwicklung und -kontrolle für Gewichtheber und Kraftdreikämpfer - Google Patents

Description

Beschreibung der Maschine zur Maximalkraftentwicklung und -kontrolle für Gewichtheber und Kraftdreikämpfer (Die gemachten Aussagen stammen aus dem Wissensschatz des Erfinders = Anmelder = Eugen Fröhlich) 1. Technisches Gebiet

Die Erfindung fällt in das Gebiet von Kraftentwicklungsmaschinen bzw. Trainings­ geräten für Sportler verschiedener Kraftsportarten.

2. Der bekannte Stand der Technik

Dem Anmelder ist zum Zeitpunkt der Patentanmeldung keine Maschine bekannt, die das im nachfolgenden Punkt beschriebene, zugrundeliegende Problem löst.

3. Das zugrundeliegende Problem (Die geschilderte Problematik des Zusammenspiels von den verschiedenen Muskelfasern, Sehnen und Bändern ist aktueller Stand der Sportmedizin und kann in der Fachliteratur überall nachgelesen werden) und die Nachteile herkömmlicher Trainingsgeräte

Es gibt eine Vielzahl von Geräten, die für das Krafttraining bestimmt sind. All diesen Geräten liegt das Prinzip der dynamischen Arbeit zu Grunde.

Es ist bekannt, daß der Muskel eine komplizierte Struktur aufweist. Er enthält außer Sehnen noch drei verschiedene Muskelfasertypen:
Weiße, rote und gemischte Fasern.

Diese verschiedenen Fasertypen haben auch verschiedene Aufgaben. Sie reagie­ ren auf verschiedene Reizarten.

Übungen mit leichteren Lasten und relativ hohen Geschwindigkeiten aktivieren eher die weißen Muskelfasern. Höhere Lasten und niedrige Geschwindigkeit beanspru­ chen mehr die roten Fasern.

Jede Myofibrille arbeitet nach dem "Alles oder nichts"-Prinzip, das heißt, daß jede einzelne Myofibrille entweder voll kontrahiert ist oder völlig entspannt ist. Jede Bewegung ist immer mit einem gewissen Kraftaufwand verbunden. Die Kraft­ entfaltung ist um so größer, je mehr Myofibrillen gleichzeitig in die Aktion einbezo­ gen werden können.

Eine maximale Kraft kann, dementsprechend nur dann entwickelt werden, wenn alle Myofibrillen zur gleichen Zeit kontrahieren, also wenn von den Nervenzentren, re­ gelrecht eine Salve von elektrischen Impulsen in den Muskel abgefeuert wird.

Das passiert nur dann, wenn man versucht, einen unbeweglichen Gegenstand in Bewegung zu setzen. Wir sprechen in diesem Fall von einer isometrischen Muskel­ spannung.

Eine Muskelspannung ist unvorstellbar, ohne Beteiligung der Sehnen. Die Sehne ist das Glied, die "Brücke", wodurch die Kraft auf ein Gegenstand übertragen wird.

Um hohe sportliche Leistungen zu erzielen, und um ohne Verletzungen davon zu kommen, müssen die Sehnen mindestens so stark sein wie die Muskeln, wenn nicht noch mehr.

In der Praxis sehen wir oft ein ganz anderes Bild:
Eine ausgezeichnete Muskelhygertrophie und schwache, vernachlässigte Sehnen und Bänder.

Versucht ein solcher Athlet ein maximales Gewicht schnell zu heben, so passiert früher oder später das schlimmste, was einem Sportler passieren kann: Bänderriß. Hierfür gibt es genügend Beispiele. Dies ist auch kein Wunder, weil alle herkömmli­ chen Geräte und dem entsprechend auch die Trainingsmethoden so ausgelegt sind, daß der Bewegungsapparat ziemlich einseitig trainiert wird.

Wie schon gesagt wurde, sind die verschiedenen Strukturen des Muskels (die Muskelfasertypen und Sehnen) an spezifische Reize angepaßt. Was gut für die Muskelkraft ist, führt noch lange nicht zur Entwicklung der Maximalkraft und trägt kaum zur Stärkung der Sehnen und Bänder bei.

Jeder Muskel verfügt über sogenannte Muskelspindeln, die die Funktion von Dehn­ rezeptoren haben. Sie sind den Muskelfasern parallel geschaltet.

Wenn ein Muskel gedehnt wird, dehnen sich auch die Muskelspindeln und die Seh­ nen mit.

Die Golgi-Organe, die in den Sehnen und in den Muskelspindeln sitzen, melden sofort die zunehmende Spannung an das Rückenmark. Die Reizschwelle der Golgi-Organe ist bedeutend höher als die der Muskelfasern. Es wurde festgestellt, daß sie nur bei einer Kombination von maximaler Muskelspannung und gleichzeitiger Dehnung anspringen.

Um das Wachstum der maximalen Kraft anzuregen, müßte praktisch der Muskel in eine Lage gebracht werden, wo er gezwungen wäre, gleichzeitig eine isometrisch­ positive und isometrisch-negative Kontraktion auszuüben.

Noch ein Aspekt ist in diesem Zusammenhang zu betrachten: Die Größe der zu entwickelnden Kraft hängt auch von den Gesetzen der Mechanik ab.

Hierbei handelt es sich vorwiegend um die Hebelgesetze.

Als Beispiel nehmen wir die Kniebeugen. Während der Übung werden die Beine nur in einem einzigen Punkt, in die maximale Spannung versetzt (bei 90°). Das bedeu­ tet, daß in allen Gelenkwinkeln, die außerhalb der 90° sind, die Reizstärke nicht mehr ausreichend für die Steigerung der Maximalkraft ist. Übungen mit Lasten, die bewegt werden müssen, also dynamische Übungen, egal in welcher Form, sind nicht geeignet, um alle Muskelfasern während des kompletten Bewegungsablaufes zu aktivieren. Sie sind auch wenig geeignet, die Sehnen zu stärken.

Alle bis jetzt bekannte Krafttrainingsgeräte sind mehr oder weniger durch folgende Nachteile gekennzeichnet:

• a) nicht ausreichende Belastbarkeit der Muskeln und der Sehnen
• b) keine Übereinstimmung zwischen der Muskelhypotrophie und der Stärke der Sehnen
• c) großer Energie- und Zeitaufwand
• d) Störung der "normalen" räumlichen Bewegungsstruktur
• e) fehlende oder mangelhafte Meß- und Auswertungsmöglichkeiten

4. Die Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Trainingsgerät zu schaf­ fen, das die aufgezählten Nachteile der bekannten Geräte vermeidet.

Die in den Patentansprüchen beschriebene Maschine mit ihren Merkmalen löst das Problem dadurch, daß keine Last im herkömmlichen Sinne bewegt werden muß, sondern eine durch einen Elektromotor angetriebene, nach oben und unten beweg­ bare Stange Ansatzpunkt der Übung ist, somit die geforderten Voraussetzungen zur Maximalkraftentwicklung schafft und die Nachteile konventioneller Geräte ausschließt.

5. Ausführung, Funktion, Beispiel

Die Stange wird in beiden Richtungen mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt (9,8-10 cm/s). Die Geschwindigkeit der Stange ist von der Übungsperson nicht be­ einflußbar. Sie geht so zu sagen "ihren Weg" nach oben, bis sie den oberen Endschalter erreicht hat und dann nach unten bis zum unteren Endschalter, wieder nach ober und wieder nach unten usw.

Der Sinn der Übung liegt darin, daß der Athlet sich mit voller Kraft an der nach oben bewegbaren Stange an legt. Der Athlet zieht quasi an der Stange mit, kann sie aber, wie schon gesagt wurde, nicht beschleunigen. Alle Muskelfasern werden jetzt mobi­ lisiert und entwickeln eine Maximalspannung. Dadurch, daß die Stange eine geringe Geschwindigkeit hat, kann der Muskel oder alle Muskeln, die in der konkreten Übung beteiligt sind, die maximale Spannung in jeder Phase beibehalten.

Es wird damit das erreicht, was mit den üblichen Geräten nicht zu schaffen ist, und zwar eine isometrische und gleichzeitig eine konzentrische Muskelfunktion.

Hat die Stange jetzt die oberen Endschalter betätigt, wird der Elektromotor sofort umgeschaltet, die Stange wird nach unten gefahrenen. Der Athlet zieht mit voller Kraft dagegen, als ob er die Stange stoppen will, kann aber nicht. Die Muskelspannung ist wieder maximal. In diesem Fall sprechen wir von einer isometrischen und gleich­ zeitig einer exzentrischen Muskelfunktion.

Gerade diese eigenartige Kombination von isometrisch und gleichzeitig konzentri­ scher Muskeltätigkeit einerseits und gleichzeitiger isometrisch-konzentrischer Funk­ tion des Muskels anderseits, schafft die Voraussetzung für die Entwicklung der ma­ ximalen Kraft und der Stärkung der Sehnen.

Je nach dem, wie hoch und wie weit von einander die Endschalter eingestellt sind, ist es möglich, entweder den ganzen Bewegungsablauf zu trainieren, oder nur ge­ zielt einen bestimmten Gelenkwinkel "durchzuarbeiten".

Erfindungsgemäß ist im Gerät ein Kettenspanner mit Feder vorgesehen. Das ge­ währleistet eine gewisse Bewegungsfreiheit der Stange in sagitaler Ebene. Man kann die Stange während der Übung an den Körper "heranziehen" oder "wegdrücken", was den natürlichen Bewegungsablauf aufrecht hält.

Weiter ist noch eine Kontakt-Druckplatte vorgesehen. Der Athlet steht, sitzt oder liegt auf der Platte und übt während der Übung einen Druck auf die Platte aus. In der Platte sind Sensoren eingebaute die den Druck in elektrischen Strom umwandeln und zum PC bzw. Steuerpult leiten und somit das Meß- und Auswertungsverfahren ermöglichen.

Die Kontakt-Druckplatte ist noch mit einem regelbaren Druckschalter versehen. Der Druckschalter startet den Elektromotor, wenn die notwendige Kraftschwelle erreicht ist und stoppt ihn sofort, wenn der Druck auf die Platte abfällt oder ganz weg ist. Die Sicherheit des Sportlers wird durch die entsprechende Positionierung der Endschalter zum einen und die permanente Überwachung der Übung durch den Trainer zum anderen gewährleistet. Die Maschine kann darüber hinaus jederzeit durch einen Not-Aus-Schalter direkt ausgeschaltet werden.

6. Gewerbliche Anwendbarkeit

Der Prototyp der Maschine wurde durch den Erfinder bereits gebaut und getestet. Die Ergebnisse der Maximalkraftentwicklung der zum Test herangezogenen Sport­ ler waren überwältigend.

Die Erfindung kann durch einen Maschinenbauer in Serie gefertigt und an die ent­ sprechenden Bedarfsträger (z. B. Gewichthebervereine, Leistungsstützpunkte, Kraftdreikämpervereine, Bodybuilding-Studios, etc.) vertrieben werden.

7. Vorteilhafte Wirkung der Erfindung

Durch den Einsatz der Maschine läßt sich das Leistungsniveau eines jeden Kraft­ sportlers deutlich und vor allem nachweisbar, weil konkret meß- und auswertbar, stei­ gern.

Dem Erfinder obliegt die Betreuung einiger Spitzengewichtheber Deutschlands u. a. Ronny Weller. Er und sein Heimatverein, der VK Mutterstadt (1. Bundesliga im Gewichtheben) zeigen reges Interesse am Einsatz der Maschine.

Sie kann somit zum Erhalt und Ausbau der Leistungen der Gewichtheber, sowie des Images des "deutschen" Gewichthebens in aller Welt beitragen.

Claims (10)

1. Maschine zur Maximalkraftentwicklung und -kontrolle, mit deren Hilfe die Maximal­ kraft eines Sportlers gezielt trainierbar und kontrollierbar ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale, eine Stange (5), die einen konstanten Widerstand leistet, wird durch einen Elektromotor (9) in senkrechter Richtung nach oben oder unten bewegt.

2. Die Stange ist an ihren Enden mit je einer Kette (10) fest verbunden.

3. Die Bewegung der Stange erfolgt über die zwei Ketten, die mittels eines Elek­ tromotores, eines Getriebes (8) und einer Antriebsachse (7) angetrieben werden.

4. Die Ketten laufen am Fuße der Maschine über ein feststehendes Kettenrad (1) am Kopf der Maschine über ein frei laufendes Kettenrad sowie über einen beweglichen Kettenspanner (2), bilden mit der Antriebsachse eine starre Einheit und sind somit zu einem endlosen Kreis geschlossen,

5. Die Kette wird durch einen beweglichen Kettenspanner und eine Feder (11) ge­ spannt.

6. Die Maschine ist mit verstellbaren Endschaltern (3 und 4) versehen, welche das jeweili­ ge Ende der einen Bewegung definieren und die Bewegung in die andere Rich­ tung veranlassen.

7. Die Maschine ist mit einer Kontakt-Druckplatte (6) unterhalb der Stange und über­ halb der Antriebsachse versehen, auf welcher sich die Trainingsperson in ent­ sprechender Weise positioniert.

8. In der Kontakt-Druckplatte befinden sich Sensoren, welche zum einen die aus geübte Kraft messen und zum anderen den Elektromotor abstellen und somit die Bewegung beenden, wenn der Druck auf die Platte unter einen bestimmten Wert fällt.

9. Die Anlage verfügt über eine Schnittstelle (Verweis auf der Zeichnung links unten) zur Daten- bzw. Meßwertübertragung an die ein Kontrollpult oder ein PC angeschlossen ist.

10. Die Schnittstelle in Verbindung mit dem Kontrollpult bzw. dem PC ermöglichen die Kontrolle der Übung durch den Trainer, die Aufzeichnung der übertragenen Meßwerte und die Auswertung der Daten zur entsprechenden Ausrichtung des weiteren Trainingsprogrammes.