DE3526144C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Trainingsgerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einem aus der EP-1 35 346 A2 bekannten Trainingsgerät dieser Art ist an einer vertikalen Stütze ein mit zwei Handgriffen ver­ sehener Hebel um eine horizontale Achse schwenkbar gelagert. An den Hebel ist zwischen den Handgriffen und der Anlenkstelle an der Stütze die Kolbenstange der hydraulischen Kolben-Zylinder- Einheit angelenkt, deren Zylinder unterhalb der gelenkigen Ver­ bindung des Hebels mit der Stütze mit dieser gelenkig verbunden ist. Bei dem bekannten Trainingsgerät läßt sich der mit Hand­ griffen versehene Hebel zu Übungszwecken lediglich herabdrücken oder anheben, so daß dieses nur einen beschränkten Anwendungs­ bereich aufweist. Die Einsatzmöglichkeiten des bekannten Trai­ ningsgeräts lassen sich ohne weiteres auch nicht erweitern, weil der Hebel mit dem Hydraulikzylinder und der Stütze eine viel Raum beanspruchende Konstruktion darstellt, die sich nur schwie­ rig anderen Bewegungsabläufen zur Erreichung anderer Trainings­ effekte anpassen läßt.

Aus der DE-OS 28 39 300 ist ein Trainingsgerät bekannt, bei dem ein Hebel mit einer Schwenkwelle verbunden ist, deren Drehbewe­ gung durch einen Kettentrieb auf eine zweite Schwenkwelle über­ tragen wird, mit der ein Hebel verbunden ist, an den ein Ende einer Gasfeder angelenkt ist, deren anderes Ende im Gestell schwenkbar gelagert ist. Dieses bekannte Trainingsgerät ist mit einem sehr aufwendigen und Raum beanspruchenden Getriebe zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine translatorische Bewegung versehen, so daß die Anpassung dieses Gerätes an unterschied­ liche Übungen einen zusätzlichen erheblichen Konstruktions­ aufwand erfordert.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Trainingsgerät der ein­ gangs angegebenen Art zu schaffen, dessen das Reaktionsmoment erzeugende und aus dem Hebel und dem Hydraulikzylinder beste­ hende Einheit eine stabile raumsparende Konstruktion aufweist, so daß sich dieses in einfacher Weise unterschiedlichen Übungen anpassen läßt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Trainingsgerät der gattungsgemäßen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Pa­ tentanspruchs 1 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Trainingsgerät wird das Reaktionsmo­ ment bei einem Verschwenken des Hebels in an sich bekannter Weise dadurch erzeugt, daß die hydraulische Flüssigkeit durch den Kolben je nach dessen Bewegungsrichtung von einer Zylinder­ kammer in die andere verdrängt wird, wobei die Größe des Reak­ tionsmoments von der Drosselung der hydraulischen Flüssigkeit in dem Kanal und der Drosseleinrichtung abhängt. Da das Reak­ tionsmoment etwa mit dem Quadrat der Winkelgeschwindigkeit der Schwenkbewegung des Hebels zunimmt, kann der Patient oder Übende den gewünschten Widerstand durch die Geschwindigkeit der ausge­ führten Bewegung wählen. Wird das Reaktionsmoment zu groß, kann die übende Person jederzeit die Bewegung unterbrechen, womit auch das Reaktionsmoment null wird. Bei einer Unterbrechung wirken also auf die zu trainierenden Glieder oder Körperteile keine Kräfte mehr ein. Nimmt die übende Person die Bewegung wieder auf, kann sie praktisch das Reaktionsmoment bei null be­ ginnend steigern, da nahezu kein Haftreibungswiderstand zu über­ winden ist. Das erfindungsgemäße Trainingsgerät läßt sich somit in idealer Weise bei schonender Behandlung einsetzen, wobei auch hohe Belastungsstufen möglich sind.

Da bei dem erfindungsgemäßen Trainingsgerät die das Reaktions­ moment für die übende Person erzeugende Einheit aus dem unmit­ telbar an dem Hydraulikzylinder angelenkten Hebel besteht, läßt sich diese in raumsparender Weise derart anordnen, daß eine Vielzahl unterschiedlicher Übungen ausgeführt werden kann.

Zweckmäßigerweise ist der mit der Drosseleinrichtung versehene Kanal in der Zylinderwandung angeordnet. Dies führt zu einer weiteren Vereinfachung und Raumersparnis.

Das Getriebe läßt sich in vorteilhafter und einfacher Weise da­ durch bilden, daß der Kolben zwischen den Kolbenscheiben mit einer achsparallelen Zahnstange versehen ist, mit der ein mit der Schwenkachse fest verbundenes Ritzel kämmt. Das Getriebe kann auch durch eine Kurbel und eine Pleuelstange oder Exzenter gebildet werden.

Zweckmäßigerweise ist der Zylinder mit dem aus einem Stuhl, einer Liege oder dergleichen bestehenden Trainingsgerät derart verbunden, daß die Schwenkachse im wesentlichen mit der Achse des Gelenks oder Beugungszentrums des zu trainierenden Gliedes oder Körperteils fluchtet.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Zylinder derart mit der Schwenkachse eines zweiten gleichartigen, an dem Trai­ ningsgerät befestigten Zylinders verbunden, daß diese mit der Längsachse des ersten Zylinders fluchtet. Diese Ausgestaltung ermöglicht gleichsam kardanische räumliche Bewegungen, wie sie beispielsweise zum Trainieren von Hüft- oder Schultergelenken zweckmäßig sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Zylinder mit mindestens einem den Druck der hydraulischen Flüssigkeit in einer Zylinderkammer messenden Einrichtung versehen sein. Diese Einrichtung kann dem Patienten oder dem Arzt das jeweilige Reak­ tionsmoment anzeigen. Zusätzlich kann eine Einrichtung vorgese­ hen sein, die den gemessenen Druck anzeigt und/oder aus diesem die Arbeit und/oder die Leistung ermittelt und diese anzeigt und/oder registriert. Die von dem Patienten geleistete Arbeit läßt sich aus dem jeweiligen Widerstand und den Schwenkwinkeln errechnen, wobei zur Ermittlung der Leistung noch die Winkelge­ schwindigkeit zu messen ist.

Um zu große Bewegungen zu verhindern, kann der Schwenkwinkel des Hebels durch Anschläge einstellbar sein. Weiterhin ist die Länge des Hebelarms des Hebels zweckmäßiger einstellbar.

Besteht das erfindunggsgemäße gymnastische Gerät beispielsweise aus einem Trainingsstuhl, kann der Unterschenkel des Patienten mittels gepolsteter Andrückschalen und Fixerbändern an dem Hebel befestigt werden. Dabei liegt der Oberschenkel fest auf der Stuhlsitzfläche auf und wird ebenfalls durch Haltegurte fixiert. Zusätzlich kann ein Beckengurt zur Stabilisierung von Hüfte und Rumpf vorgesehen werden. Die Andrückschale ist zweck­ mäßigerweise in ihrem Ansatzpunkt an dem längenverstellbaren Hebelarm drehbar gelagert und kann auch selbst auf die erforder­ liche Schienbeinlänge des Patienten eingestellt werden, so daß eine Schubladenbelastung der Kniegelenkbänder möglichst gering gehalten wird.

Das erfindungsgemäße Trainingsgerät ermöglicht es, das Bela­ stungsrisiko am Gelenkapparat des Patienten möglichst gering zu halten. Daher sollten an den erforderlichen Stellen Justier-, Stütz- und Stabilisierungseinrichtungen vorgesehen werden. Die zu trainierenden Muskeln können von dem Patienten so stark bewegt werden, wie es ihm möglich ist, um bei geringstem Zeit­ aufwand die größtmögliche Trainingserfolge zu erzielen. Kon­ trollierende Meßeinrichtungen können dem Patienten oder Trainie­ renden und auch dem Therapeuten einen ständigen Überblick über die Belastung und den Erfolg der Übungsprogramme vermitteln. Auch ist eine Datenspeicherung zur Statistik und Programmgestal­ tung möglich.

Beim Beugen und Strecken eines Gelenkes mit dem erfindungsge­ mäßen Trainingsgerät kann ein Drehpunkt ermittelt werden, der der gedachten Mitte des Gelenks entspricht. Bei einem Scharnier­ gelenk ergibt sich dabei eine Drehlinie. Sie ist das gedachte Lot durch alle zur Längsrichtung der beiden Schenkel liegenden Ebenen. Dabei schneiden sich zwei senkrecht zueinander stehende Ebenen in dem Drehpunkt. Die Drehachse bzw. der Drehpunkt des Hebels soll räumlich der gedachten Gelenkmitte nachgeführt und fixiert werden können. Die Kreisbewegung der beiden Schenkel kann dabei in einen gleichgerichteten Vorwärts- und Rückwärts­ schub des hydraulischen Arbeitskolbens umgewandelt werden.

Die Drosseleinrichtung kann aus einem Arbeitsausgleichkanal bestehen, dessen Überströmungen so angeordnet sind, daß er für die Bewegungsrichtungen benutzt werden kann, und zwar mittels zweier Drosselschrauben. Es kann auch ein Mehrkanalsystem mit mehreren Drosselschrauben angewendet werden.

Die Drehbewegung kann mittels Drehgeber registriert und auf einer Digital- oder Analoganzeige sichtbar gemacht werden, die von jeder beliebigen Position auf Ausgangs- oder Endstellung gestellt werden kann. Der Öldruck kann von Drucksensoren erfaßt und entweder digital oder analog sichtbar gemacht werden. Die erfaßten Meßwerte können direkt einer Datenverarbeitungsanlage zugeführt, gespeichert, ausgewertet und ausgedruckt werden.

Durch feststellbare Anschläge kann der Bewegungsbereich des zu trainierenden Gelenks eingegrenzt werden.

Mit Hilfe eines speziell erarbeiteten Programms lassen sich die medizinischen Daten des Patienten eingeben, beispielsweise das Gewicht des aus der Streckung völlig entspannt zurückfallenden Unterschenkels.

Je nach beanspruchter Muskelgruppe läßt sich sowohl die agoni­ stische als auch die antagonistische Seite trainieren.

Das erfindungsgemäße Gerät läßt sich in Form eines Trainings­ stuhls beispielsweise zur Kräftigung und allgemeinen Nachbe­ handlung postoperativer Kniegelenks- und Muskelverletzungen einsetzen. Weiterhin kann das erfindungsgemäße Trainingsgerät zur Kräftigung der gesamten Sprunggelenksmuskulatur in dem Bewegungsbereich Pronation-Supination und Dorsal-Plantarflektion verwendet werden.

Mit besonderem Vorteil läßt sich das erfindungsgemäße Trainings­ gerät auch zur allgemeinen speziellen Kräftigung der Rumpf­ muskulatur unter Schonhaltung des Wirbelsäulenbereichs ein­ setzen. Mit dem Gerät läßt sich zur Kräftigung der gesamte Hüftbereich einschließlich der Gruteal-Muskulatur trainieren. Mit ihm lassen sich zur Kräftigung der verschiedenen Bewegungs­ bereiche beispielsweise auch die Muskelteile des Schultergelenks bewegen. Es kann auch zur speziellen Kräftigung der Unterarm- und Handgelenksmuskulatur eingesetzt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

Fig. 1 das aus einem Stuhl bestehende Trainingsgerät in perspektivischer, schematischer Darstellung und

Fig. 2 eine schematische Darstellung des mit dem Hebel ver­ sehenen Hydraulikzylinders.

Nach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 besteht das Trainings­ gerät aus einem Stuhl 1, der nur durch Sitzfläche, Rückenlehne und Beine angedeutet ist. An der Sitzfläche ist der Hydraulik­ zylinder 2 mit dem Schwenkhebel 3 in der Weise befestigt, daß die Schwenkachse in etwa mit der durch die beiden Kniegelenke des Patienten gezogenen Linie fluchtet. An dem Schwenkhebel 3, der in nicht dargestellter Weise längenverstellbar ist, ist endseitig ein Querstück 4 angesetzt, das Bandagen zur Befesti­ gung an dem Unterschenkel des Patienten trägt.

Der Stuhl 1 ist weiterhin mit nicht dargestellten Befestigungs­ gurten für den nur durch Striche dargestellten Patienten ver­ sehen.

Der Hydraulikzylinder ist in Fig. 2 schematisch dargestellt. In dem Hydraulikzylinder 2 ist ein beidseitig wirkender Kolben an­ geordnet, der aus den beiden Kolbenscheiben 5, 6 besteht, die durch die Zahnstange 7 starr miteinander verbunden sind. In gegenüberliegenden Bereichen der Zylinderwandung ist eine Schwenkwelle gelagert, auf die das Ritzel 8 aufgekeilt ist. Das Ritzel 8 kämmt mit der Zahnstange 7. Außerhalb des Zylinders 2 ist auf die Schwenkwelle der Schwenkhebel 3 aufgekeilt. Die durch die Kolbenscheiben 5, 6 abgeteilten Zylinderkammern 9, 10 sind durch einen Kanal 11 miteinander verbunden, in dem ein Drosselventil 12 angeordnet ist.

Claims (7)

1. Trainingsgerät mit einem an einer Schwenkachse befestigten Hebel, der zur Erzeugung eines Reaktionsmoments mit dem doppelt wirkenden Kolben eines Hydraulikzylinders so ver­ bunden ist, daß eine alternierende Drehbewegung des Hebels in eine translatorische hin- und hergehende Bewegung des Kolben umgewandelt wird, mit einem eine Drosseleinrichtung aufweisenden Kanal, der die durch den Kolben getrennten und mit Flüssigkeit gefüllten Zylinderkammern miteinander ver­ bindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (3) den Zylinder (2) quer durchsetzt und daß die Schwenkachse (3) im Innern des Zylinders (2) mit dem Kolben durch ein Ge­ triebe verbunden ist.

2. Trainingsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Drosseleinrichtung versehene Kanal (11) in der Zylinderwandung angeordnet ist.

3. Trainingsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Kolben zwischen den Kolbenscheiben (5, 6) mit einer achsparallelen Zahnstange (7) versehen ist, mit der ein mit der Schwenkachse fest verbundenes Ritzel (8) kämmt.

4. Trainingsgerät nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Zylinder (2) derart mit der Schwenk­ achse (3) eines zweiten gleichartigen, an dem Trainingsgerät befestigten Zylinders verbunden ist, daß diese mit der Längsachse des ersten Zylinders fluchtet.

5. Trainingsgerät nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (2) mit mindestens einer den Druck der hydraulischen Flüssigkeit in einer Zylinder­ kammer messenden Einrichtung versehen ist.

6. Trainingsgerät nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkwinkel des Hebels (3) durch Anschläge einstellbar ist.

7. Trainingsgerät nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Hebelarms des Hebels (3) einstellbar ist.