DE2411770A1

DE2411770A1 - Gymnastik-geraet

Info

Publication number: DE2411770A1
Application number: DE2411770A
Authority: DE
Inventors: Karl-Erik Berkestad
Original assignee: BERKESTAD KARL ERIK
Current assignee: BERKESTAD KARL ERIK
Priority date: 1973-03-12
Filing date: 1974-03-12
Publication date: 1974-10-17
Also published as: US3944221A; SE389609B; JPS5735986B2; JPS5026631A; FR2221160A1; GB1445222A; FR2221160B1

Description

NACHQEREICHT DR.-ING. EUGEN MAIER DR.-ING. ECKHARD WOLF PATENTANWÄLTE

DRESDNER BANK AQ TELEFON: (0711)243701/3 ' STUTTGART NR. 19SOJ34

TELEQBAMMe: mentor 7 STUTTSART 1. PI SC H E KSTR. 19 Postscheck STOT. 3Β3θθ-τοβ

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11. März 1974

i — kt

Karl-Erik BERKESTAD, Liriköping/Schweden

Skattegarden 34

Lars GÖran Torgny BORJESSON, Mjölby/Schweden

Ravinvägen, 17

Gymnastik-Gerät

Die Erfindung betrifft ein Gymnastik-Gerät mit einem einen Gegendruck erzeugenden Element.

Es sind schon zahlreiche solche Geräte bekannt, bei denen die einen Gegendruck oder auch einen Gegenzug erzeugenden Elemente,, deren Rückstellkraft durch die Kraft der Muskeln überwunden werden soll, durch Federn„ elastische Bänder oder Seil©* oder schließlich auch entgegen der Schwerkraft zu hebende Gswichte gebildet werden. Bei allen diesen

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Geräten weist die zu überwindende Rückstellkraft des Elements einen vorgegebenen Wert auf« so daß das Gerät für einen. Benutzer, dessen Muskelkraft durch das Training mit einem solchen Gerät erstarkte, keine Leistungssteigerungen mehr ermöglicht und damit für ihn praktisch wertlos wird. Bei Geräten mit ein für allemal festgelegter Rückstellkraft kann dieser vorgegebene Wert für einen Benutzer je nach dessen Muskelkraft zu hoch oder auch zu niedrig sein. Der Benutzer eines solchen Gerätes wird beispielsweise feststellen« daß die Zunahme seiner Muskelkraft immer weniger und schließlich gleich Null wird, so daß das Gerät allenfalls noch dazu benutzt werden kann, die Ausdauer des Benutzers zu steigern.

Hieraus folgt, daß ein wirkungsvolles Muskeltraining nur dann gewährleistet ist, wenn die Rückstellkraft des federnden Elementes der Muskelkraft des jeweiligen Benutzers angepaßt werden kann.,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde„ diese den bekannten Geräten anhaftenden Nachteile zu vermeiden und darüberhinaus noch weitere Vorteile zu erzielen. Der Lösung dieser Aufgabe liegt die Überlegung zugrunde„ ein Gerät der vorgenannten Art so auszubilden, daß die

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Rückstellkraft des federnden Elementes sich bei wiederholter Betätigung des Gerätes automatisch vergrößert. Ein solches Gerät hat den Vorteil, daß der Benutzer das Muskeltraining bei einem verhältnismäßig niedrigen Wert der Rückstellkraft des federnden Elementes beginnen kann, während er bei darauffolgenden Betätigungen des Gerätes eine ständig zunehmende Rückstellkraft überwinden muß· Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Gerätes ist, daß beim Erreichen der Höchstleistung wieder der Auegangswert der Rückstellkraft eingestellt werden kann, worauf die übung gegebenenfalls mit einer anderen Muskelpartie von neuem begonnen werden kann. Dies bedeutet für jeden Benutzer, unabhängig von seiner individuellen körperlichen Leistungsfähigkeit, ein wirkungsvolles Training im Ausgleich zwischen Kräftigung der Muskulatur und Steigerung der Ausdauer. Ein weiterer wesentlicher Vorteil des Gerätes besteht darin, daß bei der Betätigung des Gerätes bei niedriger Rückstellkraft eine gewisse Lockerung der Muskulatur erzielt wird, ehe infolge der selbsttätigen Vergrößerung der Rückstellkraft vom Benutzer Höchstleistung gefordert wird. Zum weiteren wirkt es sich vorteilhaft aus, daß der übergang zu dem Ausgangswert der Rückstellkraft allmählich erfolgt„ so daß keinerlei nachteilige oder schädliche Folgen für

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den Benutzer zu befürchten sind.

Diese Vorteil· werden bei einem Gerät der vorgenannten Art mit einem aus einem Druckzylinder und einem in diesem beweglichen Kolben bestehenden Element gemäß der Erfindung dadurch erzielt« daß das Element derart angeordnete Rückschlagventile aufweist, daß bei wiederholter Betätigung des Elements der Druck im Zylinderraum und damit der Wideretand gegen eine weitere Betätigung des Elements ansteigt, und daß im Zylinderraum ein Druckentlastungsventil angeordnet ist.

Weitere erfinderische Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungebeispiele. Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Gerät in einer ersten Ausführungsform„ und

, Fig. 2 - 4 in schematischer Weise drei weitere Ausführungsbeispiele.

Eine zylindrische Hülse 1 und eine weitere, innerhalb dieser gleichachsig angeordnete Hülse 2 sind an ihrem

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einen Ende mittels eines kugelförmigen Knaufs 3 und an ihrem anderen Ende mittels einer ringförmigen Platte 4 miteinander verbunden. Der Knauf 3 weist drei miteinander fluchtende Bohrungen 5, 6 und 7 unterschiedlichen Durchmessers auf, deren mittlere« den kleinsten Durchmesser aufweisende Bohrung 6 an ihrer inneren Stirnkante einen Ventilsitz 10 für einen Ventilkörper 9 bildet* der mittels einer gegen eine Schulter des Ventilkörpers 9 anliegenden Schraubenfeder 8 in seiner Schließstellung

gehalten wird. Die beiden zylindrischen Hülsen 1 und 2 bilden einen inneren Zylinderraum 12 und einen äußeren Ringraum 13, die über eine Bohrung in der Hülse 2 miteinander in Verbindung stehen.

Innerhalb der Hülse 2 ist ein Kolben 14 leicht verschiebbar angeordnet« der eine Ringnut 15 mit den Flanken 16 und 17 aufweist. In der Ringnut 15 ist ein O-Ring mit Spiel angeordnet. Iw Kolben 14 ist eine die Ringnut mit dem Zylinderraum 12 verbindende Bohrung 18 vorgesehen, die ohne Behinderung durch den O-Ring 19 in die Ringnut einmündet. Der Kolben 14 ist einstückig mit einer Kolbenstange 20 und dem kugelförmigen Knauf 21 ausgebildet, mit dem eine die Hülse 1 übergreifende und auf dieser ohne Reibung gleitende Schutzhülse 22 verbunden ist. Die

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Kolbenstange 20 durchsetzt die ringförmige Platte 4 in einer Bohrung 23, in deren Wandfläche eine Ringnut 24 mit den beiden Flanken 25 und 26 vorgesehen ist. Diese Ringnut 24 ist über eine achsenparallele Bohrung 27 mit dem die Kolbenstange 20 umgebenden rückwärtigen Zylinderraum 28 verbundenσ Auch in der Ringnut 24 ist ein O-Ring 29 mit Spiel so angeordnet, daß er den Luftaustausch durch die Bohrung 27 nicht behindert.

Die Wirkungsweise des Gerätes ist die folgende:

Wenn auf die beiden als Kugelknauf ausgebildeten Endstücke 3 und 21 in einander entgegengesetzter Richtung äußere Kräfte ausgeübt werden, dringt der Kolben 14 und die Kolbenstange 20 in den von der Hülse 2 umschlossenen Raum ein und erzeugt in dem inneren Zylinderraum 12 und dem mit ihm verbundenen äußeren Zylinderraum 13 einen tiberdruck, aufgrund dessen der O-Ring 19 gegen die Flanke 17 der Ringnut 15 und die Innenwand der Hülse 2 gepreßt wird. Während dieser Bewegung des Kolbens strömt in den den Kolbenschaft umgebenden Ringraum 28 über den zwischen dem Kolbenschaft und der Ringplatte 4 bestehenden Ringspalt 23 und auch über die Ringnut 24 und die Bohrung 27 Außenluft ein.

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Hört nun die Krafteinwirkung auf die beiden Bndteile 3 und 21 auf, so übt der in den Räumen 12 und 13 herrschende Überdruck auf den Kolben 14 eine Kraft aus, die anfänglich der Stirnfläche des Kolbens 14 proportional ist. Dies führt zu einer Verschiebung des Kolbens 14 in Richtung auf die rxngförmige Abschlußplatte 4, was zur Felge hat,, daß der O-Ring 29 gegen die Flanke 26 der Ringnut 24 und gegen die ümfangsflache des Kolbenschaftes 20 gepreßt wird. Infolge dieser Abdichtung des Ringraums 28 kann der Kolben 14 sich nur solange in Richtung auf die rxngförmige Abschlußplatte 4 bewegen, bis in den Räumen 12 und 13 einerseits und dem Raum 28 andererseits Druckgleichgewicht herrscht. Während dieser Bewegung des Kolbens 14 wird der O-Ring 19 gegen die Flanke 16 der Ringnut 15 gepreßt„ so daß die im Raum 28 eingeschlossene Luft über den zwischen der rückwärtigen Mantelfläc-he des Kolbens und der Innenwand der Hülse 2 bestehenden Ringspalt„ die Ringnut 15 und die Bohrung 18 in die Räume 12 und 13 strömt.

Gegen Ende dieser Kolbenbewegung ist die auf den Kolben wirkende Kraft nur noch im wesentlichen der Querschnittsfläche des Kolbenschaftee 20 proportional« so daß diese Kraft unter diesem dämpfenden Einfluß langsam abklingt,

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da zudem die Bohrung 18 auf die Luftströmung eine Drosselwirkung ausübt. Die nach außen gerichtete Bewegung des Kolbens kann selbstverständlich dadurch etwas beschleunigt werden, daß.auf die beiden Endteile 3 und 21 ein Zug ausgeübt wird. Wenn nunmehr auf die beiden Endteile 3 und 21 erneut eine Druckkraft ausgeübt wird, so wirkt dieser eine:etwas größere Widerstandskraft entgegen, da in den Räumen 12 und 13 gegenüber der erstmaligen Betätigung des Gerätes ein Druckanstieg erfolgte. Dieser in den Räumen 12 und 13 herrschende Überdruck kann jedoch reduziert oder auch vollständig beseitigt werden, indem der Ventilkörper 9 durch Druck auf dessen äußere,einen etwas größeren Querschnitt aufweisende Stirnfläche von dem Ventilsitz 10 abgehoben wird, so daß die in den Räumen 12 und 13 eingeschlossene Luft ganz oder teilweise in die Atmosphäre ausströmen kann. Hierbei muß die Rückstellkraft der Schraubenfeder 8 überwunden werden, die den Ventilkörper 9 gegen den Ventilsitz 10 preßt. Auf diese Weise wird in dem Gerät ein Ausgangewiderstand gegen Zugbeanspruchung erhalten,, der durch eine wiederholte Druck- und Zugbeanspruchung der Bndteile 3 und 21 zu einem allmählich sich steigernden Druckwiderstand führt, der am Ende durch die Muskelkraft nicht mehr überwunden werden kann.

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Auch bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Rückwärtsbewegung des Kolbens 14 gedämpft· Der Unterschied gegenüber dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht darin, daß der Raum 13 in den hohl ausgebildeten Kolbenschaft 20 verlegt wurde. Die die beiden Räume 12 und 13 verbindende Öffnung 11 kann als Drossel ausgebildet sein« die den Dämpfungseffekt bei der Rückzugsbewegung des Kolbens noch verstärkt. An der kolbenseitigen Begrenzung des Zylinders ist ein Rückschlagventil 30 und in dem den Kolbenschaft an seinem Ende umgebenden Kolbenringkörper ein Rückschlagventil 31 angeordnet. Ein weiteres, in Fig. 2 nicht dargestelltes Ventil kann so angeordnet sein« daß es eine Verbindung der Räume 12 und 13 mit der Atmosphäre herstellt. Dieses Ventil kann ein von Hand zu betätigendes Ventil oder auch so ausgebildet sein, daß es bei einem vorbestimmten Druck selbsttätig öffnet.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist keine oder eine nur teilweise automatische Rückwärtsbewegung oder Kompression vorgesehen. Um weitere Variationsmöglichkeiten darzustellen„ wurde der Raum axial gegenüber dem Raum 12 versetzt angeordnet. Anstelle einer Öffnung oder einer Drossel 11 ist zwischen den

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beiden Räumen 12 und 13 ein Rückschlagventil 32 vorgesehen. Der Raum 28 steht mit der Außenatmosphäre in Verbindung· Bei diesem Ausführungsbeispiel kann auch eine in Fig. 3 nicht dargestellte Feder vorgesehen sein,, die die Rückwärtsbewegung veranlaßt. Darüberhinaus kann das Rückschlagventil 32 in Durchflußrichtung eine Drossel aufweisen» um eine gedämpfte Rückwärtsbewegung zu bewirken. Wie bei dem in Fig. 1 dargestellten Aueführungsbeispiel kann auch bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ein von Hand zu betätigendes oder bei einem vorgegebenen Druck öffnendes Ventil vorgesehen eein_c

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist im Gegensatz zu den übrigen Beispielen ein erhöhter Widerstand in beiden Bewegungsrichtungen des Kolbens vorgesehen. Die beiden Räume 12 und 28 stehen über Rückschlagventile 33 und 34 mit der Atmosphäre in Verbindung. Diese beiden Räume 12 und 28 stehen auch mit dem im Kolbenschaft angeordneten Raum 13 über Rückschlagventile 35 und 36 in Verbindung. Die beiden Rückschlagventile 33 und 34 können auch so ausgebildet sein«, daß sie von Hand geöffnet werden können. Bei dieser Ausführungsform ist es auch möglich, die Anordnung so zu treffen, daß eine Widerstandserhöhung nur bei der Be-

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wegung des Kolbens in einer einzigen Richtung, also entweder bei der Druckbelastung Oder der Zugbelastung der beiden Endteile bewirkt wird.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Aueführungsbeispiel weisen die beiden Endteile 3 und 21 die Gestalt eines Kugelknaufs auf, so daß sie bequem von der Hand erfaßt werden können. Anstelle dieser Endteile können jedoch auch zahlreiche andere Endteile Verwendung finden, die dem Training bestimmter Muskelpartien angepaßt sind. Auch die gegenständliche Ausbildung der einzelnen Zylinder- und Druckräume kann vielfältig variiert werden, wobei lediglich darauf zu achten ist, daß das den wesentlichen Gegenstand der Erfindung bildende pneumatische Prinzip erhalten bleibt.

Eine weitere Verwirklichung dieses Prinzips bei einem solchen einen Gegendruck erzeugenden Gymnastik-Gerät kann darin bestehen, daß der Raum 28 über einen hohlen Kolbenschaft 20 und ein in dem Endteil 21 angeordnetes Ventil mit der Atmosphäre in Verbindung steht, das in seiner Öffnungsstellung, in der es in das Endteil hineingedrückt wird, mechanisch festgehalten werden kann. Die Höhe des Widerstandes kann hierbei, auch bei wiederholter

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Oruclcbelaetung dee Gerätes, auf einem bestimmten Wert gehalten werden.

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Claims

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Ansprüche

1/ Gymnastik-Gerät mit einem Gegendruck erzeugenden, aus einem Druckzylinder und einem in diesem beweglichen Kolben bestehenden Element,, dadurch gekennzeichnet , daß das Element derart angeordnete Rückschlagventile (19, 29) aufweist, daß bei wiederholter Betätigung der Endteile (3, 21) des Elements der Druck im Zylinderraum und damit der Widerstand gegen eine weitere Betätigung des Elements ansteigt, und daß im Zylinderraum (12) ein Druckentlastungsventil (9_tf 10) angeordnet ist.
2. Gerät nach Anspruch I₀ dadurch gekennzeichnet ο daß der an den Kolben (14) angrenzende Zylinderraum (12) und/oder der den Kolbenschaft (20) umgebende Zylinderraum (28) in Verbindung mit einem getrennten Druckspeicherraum (13) steht.
3. Gerät nach den Ansprüchen 1 und 2„ dadurch gekennzeichnet , daß das Druckentlastungsventil (9, 10) als druckempfindliches Ventil mit ein-

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stellbarer Schließkraft ausgebildet ist.
4. Gerät nach den Ansprüchen 1-3« dadurch gekennzeichnet ₀ daß das Druckentlastungsventil (9, 10) als von Hand zu betätigendes Ventil ausgebildet ist ο
5. Gerät nach den Ansprüchen 1 - 4„ dadurch gekennzeichnet „ daß der den Kolbenschaft (20) umgebende Zylinderraum (28) ein zur Atmosphäre öffnendes Rückschlagventil (30) und ein in den zweiten, an die Kolbenstirnfläche angrenzenden Zylinderraum (12) öffnendes Rückschlagventil (31) aufweist.
6. Gerät nach den Ansprüchen 2-4, dadurch gekennzeichnet , daß der Druckspeicherraum (13) mit einem ersten Zylinderraum (12) über ein in den Druckspeicherraum (13) über ein in diesen öffnendes Rückschlagventil (32) mit einem ersten Zylinderraum (12) und ein zweiter Zylinderraum (28) mit der Atmosphäre verbunden ist.
7. Gerät nach den Ansprüchen 2-4, dadurch gekennzeichnet „ daß beide Zylinderräume

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(12, 28) über in diese Räume öffnende Rückschlagventile (33ο 34) mit der Atmosphäre und über in den Druckspeicherraum (13) öffnende Ventile (35„ 36) mit diesem verbunden sind.
8. Gerät nach Anspruch 7_a dadurch gekennzeichnet s daß der den Kolbenschaft (20) umgebende Zylinderraum (28) mit dem Druckspeicherraum (13) über eine Drossel verbunden ist.

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