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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung befasst sich mit Trainingsausrüstung, und
genauer mit einem stationären
Trainingsgerät
zur Simulierung eines Bereichs von Schrittbewegungen zu simulieren,
welche Skifahren, Gehen, Joggen, Rennen und Steigen umfassen.
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Hintergrund der Erfindung
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Die
Vorteile von regelmäßigem aeroben
Training sind allgemein anerkannt und akzeptiert. Auf Grund schlechten
Wetters, Zeitdruck und aus anderen Gründen, ist es nicht immer möglich, draußen zu gehen,
zu joggen oder zu rennen, oder in einem Pool zu schwimmen. Daher
wurden verschiedene Arten von Trainingsausrüstung für aerobes Training entwickelt.
Zum Beispiel simulieren Trainingsgeräte für den Skilanglauf die Gleitbewegung
des Skilanglaufs. Solche Maschinen bieten einen guten Bewegungsbereich
für die
Beinmuskulatur an. Viele Leute benutzen auch Laufbänder, um
zu gehen, zu joggen oder sogar zu rennen. Ein Nachteil der meisten
Laufbänder
liegt jedoch darin, dass während
des Joggens oder Rennens erhebliche Erschütterungen in Hüfte, Knie,
Knöchel
und anderen Gelenken des Körpers auftreten
können.
Eine andere Art von Trainingsgeräten
simuliert das Treppensteigen. Solche Geräte können aus Fußhebeln bestehen, die mit ihren
vorderen Enden schwenkbar an einem Rahmen montiert sind und an ihrem
hinteren Ende Trittflächen
für die
Füße haben.
Der Benutzer drückt
seine/ihre Füße nach
unten gegen die Fußhebel,
um das Treppensteigen zu simulieren. Der Widerstand gegen die Abwärtsbewegung
der Fußhebel
wird durch Federn, Flüssigstoßdämpfer und/oder
andere Elemente bereit gestellt. Des Weiteren offenbart US-A-5242343
ein Trainingsgerät,
das über
ein Paar Fußverbindungen
verfügt, von
denen jede so geführt
wird, dass ein Fuß des
Benutzers bei der Benutzung eine wechselseitige, ovale Bahn beschreibt.
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Die
oben genannten Geräte
trainieren verschiedene Muskeln der Beine und anderer Körperteile
des Benutzers. Um alle diese Muskeln zu trainieren, werden somit
drei separate Trainingsapparate benötigt. Dies kann nicht nur kostenintensiv
sein, sondern viele Leute haben gar nicht genügend Platz für diese
ganzen Ausrüstungen.
Falls der Benutzer des Weiteren nur einen der vorausgehenden Trainingsapparate
anschafft, kann es sein, dass der Benutzer es müde wird, immer nur diese einzelne
Ausrüstung
zu benutzen, und er mag den Wunsch verspüren, andere Arten von Ausrüstung zu
benutzen.
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Mit
der vorliegenden Erfindung kann ein einzelnes Teil Ausrüstung dazu
benutzt werden, verschiedene Trainingsapparate zu simulieren, was Langlaufski,
Gehen, Joggen, Rennen und Steigen umfasst. Außerdem werden das Joggen und
Rennen simuliert, ohne dass dabei Stöße auf die Gelenke des Körpers des
Benutzers übertragen
werden, wie es bei Trainingslaufbändern der Fall ist.
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Diese
und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ganz leicht
durch die folgenden Zeichnungen, die Diskussion und die Beschreibung deutlich.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Das
Trainingsgerät
der vorliegenden Erfindung verwendet einen Rahmen, der so gestaltet
ist, dass er auf dem Boden steht. Der Rahmen definiert eine hintere
Schwenkachse, an welche erste und zweite Fußverbindungen angekoppelt sind,
um entlang einer gekrümmten
Bahn relativ zu der Schwenkachse bewegt zu werden. Die Fußverbindungen,
die dazu gemacht sind, die Füße des Benutzers
zu tragen, haben vordere Enden, die mit einer Führung, die so an den Rahmen
montiert ist, dass es möglich
ist, die vorderen Enden der Fußverbindungen
entlang einer bestimmten Bahn vor und zurück zu bewegen, ineinander eingreifen.
Der Neigungswinkel der Führung
und/oder die Steigung der Führung
in Relation zum Rahmen kann selektiv verändert werden, um die Bahn zu ändern, die
von dem fußunterstützenden Anteil
der ersten und der zweiten Verbindung zurückgelegt wird, wodurch verschiedene
Arten von Schrittbewegungen simuliert werden.
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Bei
einem spezifischeren Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält die Führung Holme,
um die vorderen Enden der Fußverbindungen
aufzunehmen und zu führen.
Die Holme können
in Relation zum Rahmen angehoben oder abgesenkt werden. Die Führungen
können
zum Beispiel schwenkbar am Rahmen montiert sein, und der Winkel
der Steigung der Führungen
kann selektiv verändert
werden.
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Bei
einem noch spezifischeren Aspekt der vorliegenden Erfindung können die
Führungen
die Form von Schienen haben, die mit den vorderen Enden der Fußverbindungen
ineinander greifen. Die Steigung und/oder die Winkelstellung der
Schienen in Relation zum Rahmen kann selektiv verändert werden,
wodurch die Arten der vom Benutzer empfundenen Schrittbewegungen
geändert
werden.
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Bei
einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Führung für die vorderen
Enden der Fußverbindungen
einen oder mehrere Hebel oder Schaukelarme, die schwenkbar vom Rahmen gehalten
werden, enthalten, wobei die unteren Enden der Schaukelarme schwenkbar
mit den vorderen Enden der Fußverbindungen
verbunden sind. Die Längen
der Schaukelarme können
verlängert
oder verkürzt
werden, um so die Verbindungsstelle zwischen den Schaukelarmen und
den vorderen Enden der Fußverbindungen
anzuheben oder abzusenken, wodurch die Art der vom Benutzer empfundenen Schrittbewegung
geändert
wird.
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Bei
einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind an einem hinteren
Teil des Rahmens Schwungräder
montiert, welche sich um die Schwenkachse des Rahmens drehen. Die
hinteren Enden der Fußverbindungen
sind an einer ausgewählten
Stelle der Schwenkachse des Rahmens schwenkbar an den Schwungrädern befestigt.
Das Schwungrad dient nicht nur als Verbindungsmittel zwischen den
hinteren Enden der Fußverbindungen und
der Schwenkachse des Rahmens, sondern auch als Speichervorrichtung
für die
Schwungkraft, um die Schwungkraft des Körpers während verschiedener Schrittbewegungen
zu simulieren.
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Gemäß eines
weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung, kann ein Widerstand
auf die Rotation der Schwungräder
einwirken, um die Durchführung
der Schrittbewegung schwerer oder leichter zu machen. Der Widerstand
kann mit dem Level der körperlichen
Betätigung,
die der Benutzter haben möchte,
koordiniert werden, zum Beispiel einem gewünschten Bereich für die Herzfrequenz
oder einem optimalen Kalorienverbrauch. Um die gewünschten physikalischen
Parameter, die während
des Trainings optimiert werden sollen, zu messen, können ein
Monitor für
die Herzfrequenz oder andere Messfühler verwendet werden.
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Bei
noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die hinteren
Enden der Fußverbindungen
durch ein Verbindungssystem, das eine relative Schwenkbewegung zwischen
der Schwenkachse und den Fußverbindungen
um zwei Achsen zulässt,
mit der Schwenkachse verbunden, wobei beide senkrecht (quer) zur
Längsrichtung
der Fußverbindungen
verlaufen. Dadurch können
sich die vorderen Enden der Fußverbindungen
in Relation zu den hinteren Enden der Fußverbindungen frei in seitlicher
Richtung bewegen oder verschieben, d. h. quer zur Länge der
Fußverbindungen.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Die
vorausgegangenen Aspekte sowie viele der Vorteile der vorliegenden
Erfindung sind leichter nachzuvollziehen, wenn diese durch den Bezug
auf die folgende, detaillierte Beschreibung, die in Zusammenhang
zu den beigefügten
Zeichnungen gesehen werden muss, besser verständlich werden. Die Zeichnungen
stellen dar:
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines Trainingsapparates der vorliegenden
Erfindung, von der Rückseite
zur Vorderseite des Apparates hin betrachtet;
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2 ist
eine Aufsicht auf den Apparat aus 1;
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3 ist
eine Ansicht von unten auf den Apparat aus 1;
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4 ist
eine Vorderansicht des Apparates aus 1;
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5 ist
eine Ansicht von hinten auf den Apparat aus 1;
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6 ist
eine Seitenansicht des Apparates aus 1;
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7 ist
eine perspektivische Ansicht des Apparates auf 1,
wobei über
dem hinteren Teil des Apparates eine Haube montiert worden ist,
in dieser perspektivischen Ansicht verläuft die Betrachtungsrichtung
von der Rückseite
des Apparates zur Vorderseite;
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8 ist
eine ähnliche
Ansicht wie 7, aber die Betrachtungsrichtung
verläuft
von der Vorderseite des Apparates zum hinteren Teil;
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9 ist
eine ähnliche
Ansicht wie 8, aber die vordere und die
hintere Haube sind entfernt worden;
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10 ist
eine vergrößerte, perspektivische Teilansicht
des vorderen Teils des in 9 gezeigten Apparates;
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11 ist
eine vergrößerte, perspektivische Teilansicht
der Rückseite
des in 9 gezeigten Apparates, wobei eines der Schwungräder entfernt
worden ist;
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12 ist
eine ähnliche
Ansicht wie 11, jedoch von der gegenüberliegenden
Seite des Apparates aus, wobei das näher liegende Schwungrad entfernt
worden ist;
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13 ist
eine Seitenansicht des Apparates der vorliegenden Erfindung, welche
schematisch dargestellt ist, um die Bahn des Fußes des Benutzers bei unterschiedlichen
Neigungswinkeln der Führung für die Fußverbindungen
zu veranschaulichen;
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14 ist
eine schematische Zeichnung des Systems, das die vorliegende Erfindung
verwendet, um den Grad der körperlichen
Betätigung
bei Verwendung des vorliegenden Apparates zu verändern; und
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15 ist
eine Seitenansicht einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und
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16 ist
eine vergrößerte, perspektivische Teilansicht
einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsform
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Zuerst
wird Bezug auf die 1–9 genommen,
in denen der Apparat 18 der vorliegenden Erfindung einen
mit dem Boden verbundenen Rahmen 20 enthält, in welchen
ein vorderer Pfosten 22 enthalten ist, welcher zuerst nach
oben und dann diagonal nach vorne verläuft. Ein Paar Schwungräder 24a und 24b befinden
sich am hinteren Ende des Rahmens 20, um sich um eine horizontale,
Querachse 26 zu drehen. Eine hintere Haube 28 kann
die Schwungräder 24a und 24b abdecken.
Die rückwärtigen Enden
der Fußverbindungen 30a und 30b sind schwenkbar
an den entsprechenden Schwungrädern 24a und 24b befestigt,
um sich auf einer kreisförmigen
Bahn um die Achse 26 zu bewegen, während die Schwungräder sich
drehen. An den vorderen Enden der Fußverbindungen 30a und 30b sind
Rollen 32a und 32b so anmontiert, dass diese sich
drehen können,
damit sie entlang von korrespondierenden, röhrenförmigen Schienen 34a und 34b einer
Führung 36 rollen
können.
Die vorderen Enden der Fußverbindungen 30a und 30b,
bewegen sich entlang der Schienen 34a und 34b vor
und zurück,
während
die hinteren Enden der Fußverbindungen
sich um die Achse 26 drehen und bewirken, dass die Fußpedalen oder
-polster 27, die auf den Fußverbindungen aufliegen, sich
entlang verschiedener, elliptischer Bahnen bewegen, wie es unten
ausführlicher
beschrieben werden wird.
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Ein
Hebemechanismus 38, der an den Pfosten 22 montiert
ist, kann so betätigt
werden, dass er die Neigung der Führung 36 selektiv
verändert,
wodurch die Schrittbewegung des Benutzers des Apparates der vorliegenden
Erfindung geändert
wird. Bei einem flachen Neigungswinkel bietet der Apparat eine Bewegung
wie beim Langlaufski, und wenn der Neigungswinkel allmählich ansteigt,
wechselt die Bewegung von Gehen zu Joggen und zu Steigen. Eine vordere
Haube 39 umschließt
den Hebemechanismus im Wesentlichen.
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Wie
zusätzlich
sehr deutlich in den 11 und 12 gezeigt
wird, verwendet die vorliegende Erfindung ein Bremssystem 40,
das auf die Drehung der Schwungrädern 24a und 24b einen
gewünschten Grad
des Widerstandes einwirken lässt,
und dadurch auch auf den Grad des Kraftaufwandes, der dem Benutzer
von Apparat 18 abverlangt wird. Die folgende Beschreibung
beschreibt den Vorgang und andere Aspekte der vorliegenden Erfindung
noch detaillierter.
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Der
Rahmen 20 ist so dargestellt, dass er ein längs ausgerichtetes
Zentralelement 42 enthält,
welches an vorderen und hinteren Querstücken 44 und 46,
die in Relation zu diesem kürzer
sind, endet. Idealerweise, aber nicht zwingend notwendig, besteht der
Rahmen 20 aus rechteckigen Rohrstücken, die ein relativ leichtes
Gewicht haben, aber eine erhebliche Festigkeit aufweisen. Endkappen 48 sind
in die offenen Enden der Querstücke 44 und 46 eingesetzt, um
die Enden dieser Stücke
zu verschließen.
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Die
Struktur des Pfostens 22 beinhaltet einen unteren, im Wesentlichen
vertikalen Abschnitt 52 und einen oberen Abschnitt 54,
der von dem unteren Abschnitt aus diagonal nach oben und nach vorne
verläuft.
Idealerweise, aber nicht zwingend notwendig, können der untere und obere Abschnitt 52 und 54 des
Pfostens ebenfalls aus rechteckigem, röhrenförmigen Material bestehen. In
das obere Ende des oberen Abschnitts 54 des Pfostens ist
ebenfalls eine Endkappe 48 eingesetzt, um die darin befindliche Öffnung zu
verschließen.
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Ein
durchgehender Handgriff 56 von geschlossener Form ist auf
den oberen Teil des oberen Abschnitts 54 des Pfostens montiert,
damit eine Person ihn umgreifen kann, während sie den vorliegenden
Apparat 18 benutzt. Der Handgriff enthält ein oberes Querteil 58,
das fest am oberen Ende des oberen Abschnitts 54 des Pfostens
angebracht ist, mit Hilfe einer Klammer 60, die um den
oberen Abschnitt des Handgriffs greift und mit Hilfe eines Paars Verschlüsse 62 am
oberen Abschnitt des Pfostens fest angebracht werden kann. Der Handgriff
enthält auch
noch Seitenteile 62a und 62b, die beide aus einem
oberen, diagonal ausgerichteten Abschnitt, einem im Wesentlichen
vertikalen Zwischenstück,
sowie unteren, diagonal ausgerichteten Abschnitten 68a und 68b,
die nach unten verlaufen und sich von den seitlichen Zwischenstücken aus
nach außen
hin erweitern, aufgebaut sind. Der Handgriff 56 enthält auch
ein unteres Querteil 70, dessen zentraler Teil durch eine
Klammer 60, die von einem Paar Verschlüsse 62 an ihrem Platz
gehalten wird, an den oberen Abschnitt 54 des Pfostens
angeklemmt wird. Obwohl es hier nicht dargestellt ist, kann der
Handgriff 56 zum Teil oder vollständig mit einem griffigen Material
oder einer solchen Oberfläche überzogen sein,
wie etwa einem Band, aufgeschäumtem,
synthetischem Gummi, etc.
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Am
oberen Abschnitt 54 des Pfostenstabes ist an einer Stelle
zwischen dem oberen und dem unteren Querteil 58 und 70 des
Handgriffes 56 ein Display 74 anmontiert. Das
Display enthält
einen zentralen Bildschirm 76 und mehrere kleinere Bildschirme 78,
sowie eine Tastatur, die aus einer Anzahl von eindrückbaren "Knöpfen" 80 besteht,
wie es weiter unten noch detaillierter beschrieben werden wird.
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Die
Schwungräder 24a und 24b sind
an die außen
liegenden, entgegengesetzten Enden einer Antriebswelle 84 montiert,
welche quer durch das obere Ende eines hinteren Pfostens 86,
der sich von einem hinteren Teil des zentralen Rahmenelements 42 aus
nach oben erstreckt, verläuft.
Eine Lagerkombination 88 wird dazu verwendet, die Antriebswelle 84 reibungsfrei
am hinteren Pfosten 86 zu montieren. In einer bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind die Schwungräder 24a und 24b in die
Antriebswelle 84 eingesteckt oder auf andere Art daran
befestigt, so dass die Schwungräder
sich übereinstimmend
mit der Antriebswelle drehen. Es sollte klar sein, dass das Zentrum
der Antriebswelle 84 mit der Position der Querachse 26 übereinstimmt.
An der Antriebswelle 84 ist auch eine Riemen-Riemenantriebsscheibe 90 montiert,
zwischen dem Schwungrad 24a und der daran angrenzenden
Seite des hinteren Pfostens 86.
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Der
hintere Pfosten 86 kann auf jede zweckmäßige Art und Weise an dem längsausgerichteten Rahmenelement 42 fest
angebracht werden, wie etwa durch Schweißen oder Verschrauben. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird eine gewinkelte Klammer 92 an der
Verbindung des nach vorne gewandten, untern Abschnitts des hinteren
Pfostens 86 mit der oberen Oberfläche des längsausgerichteten Element 42 eingesetzt,
um dadurch zwischen ihnen eine Verstärkung zu erreichen. Es können jedoch
auch andere Arten von Klammern oder Verstärkungen verwendet werden.
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Die
Schwungräder 24a und 24b sind
so abgebildet, dass zu erkennen ist, dass sie Speichen 94 haben,
welche sich von einer zentralen Nabe 95 aus radial nach
außen
erstrecken, wodurch eine ringsum verlaufende Felge unterteilt wird.
Die Schwungräder 24a und 24b können jedoch
auch anders konstruiert sein, zum Beispiel im Wesentlichen wie eine
Scheibe, ohne dass dadurch vom Sinn oder vom Umfang der vorliegenden
Erfindung abgewichen wird.
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Die
hintere Haube 28 umgibt die Schwungräder 24a und 24b,
das Bremssystem 40 und die hinteren Teile der Fußverbindungen 30a und 30b.
Die Haube 28 liegt auf dem hinteren Querelement 46 des Rahmens
und auf einem Paar längsausgerichteter Hilfselementen 97 auf,
welche vom Querelement 46 aus nach vorne verlaufen, um
auf die äußeren Enden der
im mittleren Bereich angeordneten, querliegenden Hilfselementen 98 zu
treffen. Die oberen Oberflächen
der Tragelemente 97 und 98 für die Haube fallen mit den
oberen Oberflächen
Rahmenteile 42 und 46 zusammen. Eine Vielzahl
von Befestigungswinkeln 99 ist ebenfalls sowohl auf den
oberen Oberflächen
der Hilfstragelemente 97 und 98 als auch auf den
Rahmenelementen 42 und 46 montiert. In den Winkeln 99 sind Öffnungen
mit Gewinden ausgebildet, damit Schrauben eingesetzt werden können, welche
dazu dienen, die Haube 28 daran zu befestigen. Wie in den 11 und 12 am
besten deutlich wird, ist die Höhe
der Tragelemente 97 und 98 für die Haube idealer Weise im
Querschnitt geringer als die Höhe
der Rahmenelemente 42 und 46 im Querschnitt, so
dass sie nicht auf dem darunter liegenden Boden aufliegen.
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Die
dargestellten Fußverbindungen 30a und 30b sind
aus länglichen
Rohrteilen aufgebaut, können
aber auch anders konstruiert sein, zum Beispiel aus kompakten Stangen.
Die hinteren Enden der Fußverbindungen 30a und 30b sind
mit Schrauben 100 schwenkbar an äußeren, peripheren Teilen der Schwungräder 24a und 24b befestigt,
wobei die Schrauben durch Manschetten 102 hindurchgehen, welche
an den hinteren Enden der Fußverbindungen ausgebildet
sind, um in Durchgänge 104 eingeführt zu werden,
welche in Bereichen außen
auf dem Umfang der Schwungräder
ausgebildet sind. Wie am deutlichsten in 12 zu
sehen ist, befindet sich der Durchgang 104 an der Verbindung
zwischen der Schwungradspeiche 94 und der äußeren Felge 96. Dieser
Teil des Schwungrades wurde verdickt, um einen Nockenwulst 106 zu
bilden. Die Fußverbindungen 30a und 30b erstrecken
sich aus der Vorderseite der Haube 28 heraus, durch vertikale Öffnungen 108, die
in der vorderen Wand der Haube ausgebildet sind.
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Wie
ebenfalls in 12 gezeigt wird, befindet sich
auf der Speiche, die der Speiche, auf welcher sich der Nockenwulst 106 befindet,
diametral gegenüberliegt,
ein zweiter Nockenwulst 110, der sich jedoch an einer Stelle
befindet, welche näher
an der Achse 26 liegt, als die Stelle von Nockenwulst 106.
Die Manschetten 102 am hintern Ende der Fußverbindungen
können
an den Schwungrädern
an den Nabenwülsten 110 angebracht
sein, anstatt an den Nabenwülsten 106,
wodurch sich der Durchmesser der Umlaufbahnen, die von den hinteren
Enden der Fußverbindungen
durchlaufen werden während
das Schwungrad sich dreht, verringert, und wodurch sich die Länge der
elliptischen Bahn, die von den Fußpedalen 27 beschrieben
wird, entsprechend verkürzt. Es
wird deutlich, dass die Anbringung der Manschetten 102 an
den Nockenwülsten 110 zu
einem kürzeren
Hub der Fußverbindungen
führt,
und dadurch zu einem kürzeren
Schritt, den der Trainierende macht, verglichen mit dem Schritt,
der nötig
ist, wenn die Manschetten über
die Nabenwülste 106 an
den Schwungrädern
angebracht sind.
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Konkave
Rollen 32a und 32b sind mit Hilfe von Kreuzwellen 114 drehbar
mit den vorderen Enden der Fußverbindungen 30a und 30b verbunden. Die
konkave Krümmung
der Rollen stimmt mit dem Durchmesser der Schienen 34a und 34b der
Führung 36 überein.
Auf diese Weise halten die Rollen 32a und 32b die
vorderen Enden der Fußverbindungen, während der
Benutzung des vorliegenden Apparates, fest mit der Führung 36 ineinander
gegriffen. Auf den oberen Oberflächen
der Fußverbindungen 30 sind
Fußpedale 27 montiert,
um den Fuß des
Benutzers aufzunehmen und festzuhalten. Die Pedale 27 sind
so abgebildet, dass zu erkennen ist, dass sie mit einer Vielzahl
von Querrippen versehen sind, was nicht nur die strukturelle Integrität der Trittflächen erhöhen, sondern
auch als Rutschschutz zwischen der Sohle des Schuhs oder des Fußes des
Benutzers und dem Fußpedal
dient. Obwohl es nicht dargestellt ist, können die Fußpedale so gestaltet sein,
dass sie entlang der Länge
der Fußverbindungen
positioniert werden können,
um sich Benutzern von unterschiedlicher Größe und insbesondere mit unterschiedlichen Beinlängen oder
beidem anzupassen.
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Es
wird gezeigt, dass die Führung 36 im
Allgemeinen U-förmig
ist, und ihre hinteren, freien Enden schwenkbar an einer mittleren
Stelle in Längsrichtung
des Zentralelements 42 des Rahmens befestigt sind. Die
freien Enden der Führung 36 können vermittels
eines jeden konventionellen Verfahrens schwenkbar am Zentralelement 42 des
Rahmens angebracht sein, was auch beinhaltet, dass sie in die äußeren Enden
eines Querrohres 118 eingesteckt sind. Die Führung ist
aus parallelen, röhrenförmigen Schienen 34a und 34b aufgebaut,
welche in der selben Ausrichtung wie die Fußverbindungen 30a und 30b angeordnet
sind. Die vorderen Enden der Schienen 34a und 34b sind über einen
gebogenen Teil 119, der vor dem Pfosten 22 verläuft, miteinander verbunden.
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Das
Vorderteil der Führung 36 wird
von einem Hebemechanismus 38, der besonders deutlich in
den 9 und 10 dargestellt ist, getragen. Der
Hebemechanismus 38 beinhaltet eine Querstange 120,
die vom unteren Ende eines im Allgemeinen U-förmigen, vertikal beweglichen
Schlittens 122 getragen wird. Rohrstücke 124 für die Rollen
stehen über
die äußeren Enden
der Querstange 120 mit diesen in Verbindung, wodurch sie
direkt unter die Unterseiten der Schienen 34a und 34b zu
liegen kommen und gegen diese drücken.
Der Schlitten wird von der vertikalen Bewegung entlang einer zentrale
Führungsschiene 126,
die fest durch jedes geeignetes Verfahren, wie etwa durch Verschlüsse 128,
an der Vorderfläche
des unteren Abschnitts 54 des Pfostens angebracht ist,
abgehalten. Im Querschnitt ist die Führungsschiene 126 im
allgemeinen T-förmig,
besitzt einen zentralen Steganteil, der gegen den unteren Teil 52 des
Pfostens gedrückt
wird, und sich quer erstreckende Seitenflächen, die sich in einem Abstand
zueinander vor dem unteren Teil des Pfostens nach vorne erstrecken.
Ein Paar generell Z-förmiger Haltebügel 130 hält den Schlitten 122 fest
mit der Führungsschiene 126 ineinander
greift. Die Haltebügel
enthalten beide einen ersten, quer verlaufenden Seitenflächenabschnitt,
der an die Oberfläche
der hinteren Seitenfläche
des Schlittens montiert ist, einen mittleren Stegabschnitt, der
entlang der äußeren Seitenränder der
Seitenflächen
der Führungsschiene verläuft, und
einen zweiten, quer verlaufenden Seitenflächenabschnitt, der in der Lücke liegt,
die von der Vorderfläche
des unteren Abschnitts 52 des Pfostens und der gegenüberliegenden
Oberfläche
der Seitenfläche
der Führungsschiene
gebildet wird. Es wird deutlich, dass es dem Schlitten 122 bei
dieser Konstruktion möglich
ist, sich in Relation zu der Führungsschiene 126 vertikal
zu bewegen, er aber mit der Führungsschiene
ineinander gegriffen bleibt.
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Der
Schlitten 122 wird vermittels einer elektrisch betriebenen
Hebe-Antriebsvorrichtung 136 angehoben
und abgesenkt. Die Hebe-Antriebsvorrichtung 136 enthält einen
oberen Gewindeabschnitt 138, und wird drehbar von einem
Elektromotor 140, der betriebsfähig mit dem oberen Ende des
Gewindeabschnitts verbunden ist, angetrieben. Die obere Spitze des
Gewindeabschnitts greift drehbar in einen Muffenzusammenbau 142 zum
Zurückhalten
ein, welcher an einem U-förmigen
Bügel 144 befestigt
ist, welcher an der Vorderfläche
des Pfostens 22, in der Nähe der Verbindung des unteren
Pfostenabschnitts 52 mit dem oberen Abschnitt 54,
fest angebracht ist. Ein Kreuzzapfen 146 erstreckt sich
durch zueinander ausgerichtete Öffnungen,
die in den Seitenflächen des
Bügels 144 ausgebildet
sind, und durch zueinander ausgerichtete, diametral gegenüber liegende Öffnungen,
die in der Muffe 142 ausgebildet sind. Die Muffe 142 ermöglicht es
dem Gewinde 138 sich relativ zu der Muffe zu drehen, während sie
vertikal mit der Manschette ineinander gegriffen bleibt.
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Der
untere Teil des Gewindeabschnitts 138 ist in eine untere,
röhrenförmige Hülle 147 eingeschraubt,
deren unteres Endteil fest an der Querstange 120 angebracht
sind. Es wird deutlich, dass der Motor 140 so betrieben
werden kann, dass er den Gewindeabschnitt 138 in eine Richtung
dreht, um den Schlitten 122 abzusenken, oder in die entgegengesetzte
Richtung, um den Schlitten anzuheben, je nachdem, was gewünscht wird.
Wenn der Schlitten abgesenkt oder angehoben wird, verändert sich
der Neigungswinkel der Führung 36,
was wiederum die Schrittbewegung, die von dem Benutzer auf dem Apparat 18 ausgeführt wird,
verändert.
Das Ineinandergreifen des Gewindeabschnitts 138 in die
Hülle 120, und
somit auch der Neigungswinkel der Führung 36, können mit
Hilfe von gebräuchlichen
Techniken, zum Beispiel durch den Einsatz eines rotierenden Potentiometers 147, 14,
einfach erkannt werden.
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Der
Hebemechanismus 38 wird im Wesentlichen von der vorderen
Haube 39 abgedeckt. Die Haube 39 erstreckt sich
von den Seitenwänden
des unteren und oberen Abschnitts 52 und 54 des
Pfostens nach vorne, um den Schlitten 122, die Führungsschiene 126,
die Hebe-Antriebsvorrichtung 136 und andere Komponenten
des Hebemechanismus einzuschließen.
Nur die freien Enden des Querstabes 120 und die damit verbundenen
Rohrstücke 124 für die Rollen
stehen aus vertikalen Schlitzen 148, die in den Seitenwänden der
Hülle 39 ausgebildet
sind nach außen
vor. Eine Vielzahl von Befestigungen 149 stehen zur Verfügung, um
die Haube 39 ablösbar
an den Seitenwänden
des Pfostens 22 anzubringen.
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Die
vorliegende Erfindung enthält
ein System, um damit durch ein Wirbelstrombremssystem 40 die
Brems- oder Verzögerungskraft
selektiv auf die Drehung der Schwungräder auszuüben. Das Bremssystem 40 umfasst
eine weiter oben erwähnte,
große Riemenantriebsscheibe 90,
die eine kleinere angetriebene Riemenscheibe 150 über einen
Keilriemen 152 antreibt. Die angetriebene Riemenscheibe 150 ist
an das freie Ende einer drehbaren Flanschwelle 154 montiert,
welche sich von einem Hebelarm 156 nach außen erstreckt,
welcher schwenkbar an der Rückseite
des hinteren Pfostens 86 montiert ist, durch einen U-förmigen Bügel 158 und
einen Drehzapfen 160, der sowohl durch zueinander ausgerichtete Öffnungen,
die im Bügel
ausgebildet sind, als auch durch zueinander ausgerichtetre Öffnungen, die
in den Seitenwänden
des Schwenkarms 156 ausgebildet sind, hindurch geht. Eine
Zugfeder 161 erstreckt sich verbindend zwischen der Unterseite
des freien Endes des Arms 156 und der Oberseite des Rahmenelements 42,
um eine ausreichende Spannung auf dem Riemen 152 aufrecht
zu erhalten, und um ein Verrutschen des Riemens zwischen den Riemenscheiben 90 und 150 zu
verhindern. Die relativen Größen der
Riemenscheiben 90 und 150 sind so gewählt, dass
ein Sprung der Geschwindigkeit um das Sechs- bis Zehnfache erreicht
wird, idealer Weise etwa das Achtfache. Anders ausgedrückt, dreht
sich die angetriebene Welle 154 etwa sechs- bis zehnmal schneller,
als die Antriebswelle 84.
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Eine
Metallscheibe 162 ist an der Innenseite der angetriebenen
Riemenscheibe 150 an die Flanschwelle 154 montiert,
um sich ebenfalls zusammen mit der angetriebenen Riemenscheibe zu
drehen. Idealer Weise ist eine ringförmige Platte 164 aus
einem elektrisch hoch leitfähigen
Material, z. B. Kupfer, angrenzend an die angetriebene Riemenscheibe 150 auf
die Seitenfläche
der Scheibe 162 montiert. Ein Paar Magnet-Gefüge 168 ist
gegenüber
der Planfläche
der ringförmigen
Platte 164, eng anliegend an die Seitenfläche der
Scheibe 162, montiert. Die Gefüge 168 enthalten beide
einen zentralen Kern in der Form eines Stabmagneten 170,
der von einer Spulenanordnung 172 umgeben ist. Die Gefüge 168 sind
an einer Halteleiste 174 montiert, mit Hilfe von Schrauben 174,
die durch Löcher
gehen, welche zueinander ausgerichtet sind und sowohl in der Halteleiste
als auch in den Magnetkernen ausgebildet sind. Wie in den 11 und 12 dargestellt
ist, liegen die Magnet-Gefüge 168 entlang
des Bereichs des äußeren Umfangs
der Scheibe 162 und sind an der ringförmigen Platte 164 ausgerichtet.
Die Lage der Magnet-Gefüge
kann in Relation zu der angrenzenden Planfläche der Scheibe 162 so
eingestellt werden, dass sie so eng wie möglich an der Scheibe liegen, ohne
diese tatsächlich
zu berühren
oder die Drehung der Scheibe zu beeinflussen. Indem die Position
der Halteleiste 174 in Relation zu einer Tragplatte 178, die
am hinteren, freien Ende des Schwenkarms 156 montiert ist,
justiert wird, kann diese Positionierung der Magnet-Gefüge 168 erreicht
werden. Ein Paar nicht dargestellter, horizontaler Schlitze sind
in der Tragplatte 178 ausgebildet, durch welche Gewindeschrauben 179 hindurch
gehen, welche dann in die Nockenlöcher, die im vorderen Rand
der Halteleiste 174 ausgebildet sind, eingreifen.
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Wie
bereits oben angemerkt worden ist, führen die signifikanten Unterschiede
bei den Durchmessern der Riemenantriebsscheibe 90 und der
angetriebenen Riemenscheibe 150 zu bei der Platte 162 einem
erheblichen Sprung der Rotationsgeschwindigkeit nach oben, in Relation
zur Rotationsgeschwindigkeit der Schwungräder 24a und 24b. Deswegen
reicht die Rotationsgeschwindigkeit der Scheibe 162 aus, über das
Wirbelstrombremssystem 40 diesen relativ hohen Bremsmomentlevel
zu erzeugen.
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Wie
weiter unten noch ausführlicher
diskutiert werden wird, ist es wünschenswert,
die Geschwindigkeit der Schwungräder 24a und 24b zu überwachen,
um so die Distanz zu messen, welche der Benutzer des vorliegenden
Apparates zurück legt,
und auch den Level der vom Benutzer ausgeführten körperlichen Bewegung zu kontrollieren.
Jedes Standardverfahren zur Messung der Geschwindigkeit der Schwungräder kann
verwendet werden. Zum Beispiel kann ein optisches oder magnetisches Stroboskoprad
an der Scheibe 162, der Riemenantriebsscheibe 90 oder
einem anderen rotierenden Bestandteil des vorliegenden Apparates,
montiert sein. Die Rotationsgeschwindigkeit des Stroboskoprades
kann von einem optischen oder magnetischen Sensor 180 überwacht
werden (14), um ein elektrisches Signal,
das zu dieser Rotationsgeschwindigkeit gehört, zu erzeugen.
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Um
die vorliegende Erfindung zu benutzen, steht der Benutzer auf den
Trittflächen 27,
während er
zur Stabilisierung den Handgriff 56 anfasst. Der Benutzer übt einen
nach unten gerichteten Schrittvorgang auf eine der Trittflächen aus,
wodurch die Schwungräder 24a und 24b dazu
angeregt werden, sich um die Achse 26 zu drehen. Als eine
Folge davon, drehen sich die hinteren Enden der Fußverbindungen
um die Achse 26, und gleichzeitig bewegen die vorderen
Enden der Fußverbindungen
die Schienen 34a und 34b rauf und runter. Die
vorderen Enden der Fußverbindung
bewegt sich längs
ihrer Schiene nach unten, wenn der Berührungspunkt der Fußverbindung
mit dem Schwungrad sich aus einer Position, die im Wesentlichen
am nächsten
am Pfosten 22 liegt (maximal verlängerte Position der Fußverbindung),
in eine Position bewegt, die im Wesentlichen am weitesten vom Pfosten
entfernt ist, d. h. in die maximal zurückgezogene Position der Fußverbindung. Von
diesem Punkt der maximal zurückgezogenen Position
der Fußverbindung
aus, führt
die weitere Drehung des Schwungrades dazu, die Fußverbindung
entlang der Schiene 34a zurück nach oben und vorne zu bewegen,
zurück
in die maximal verlängerte Position
der Fußverbindung.
Diese zwei Positionen sind in 13 dargestellt.
In 13 wird auch die entsprechende Bewegungsbahn des
Zentrums der Trittflächen 27 gezeigt,
und somit die Bewegungsbahn des Fußes des Benutzers. Wie in 13 gezeigt
wird, hat diese Bewegungsbahn grundsätzlich die Form einer nach
vorne und nach oben gekippten Ellipse.
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13 zeigt
die Bewegungsbahn der Trittfläche 27 in
drei verschiedenen Winkelstellungen der Führung 36, welche drei
verschiedenen Neigungen des Hebemechanismus 38 entsprechen.
In der kleinsten, in 13 dargestellten Winkelstellung
(etwa 10° über der
Horizontalen) ist die entsprechende Bewegungsbahn 181 der
Trittfläche dargestellt.
Dies entspricht im Allgemeinen einer Gleit- oder Langlaufski-Bewegung.
In einer zweiten Ausrichtung ist die Führung 36 um einen
steileren Winkel (etwa 20°)
von der Horizontalen abweichend dargestellt, mit der entsprechenden
Bewegungsbahn des Fußpedals 116, die
als elliptische Bahn 182 dargestellt ist. Die Bewegungsbahn
entspricht im Allgemeinen einer Gehbewegung. 13 zeigt
auch eine dritte, sogar noch steilere Ausrichtung der Führung 36,
die ungefähr 30° über der
Horizontalen liegt. Die entsprechende Bewegungsbahn der Trittfläche 27 ist
durch 183 in 13 dargestellt. Diese Bewegungsbahn
entspricht einer Steigbewegung. Es wird deutlich, dass durch die
Einstellung des Winkels der Führung 36 mit
Hilfe der vorliegenden Erfindung verschiedene Bewegungsarten erhalten
werden können.
Somit kann die vorliegende Erfindung verwendet werden, um verschiedene
Arten physischer Betätigungen,
vom Skifahren zum Gehen, zum Laufen, bis zum Steigen, nachzuahmen.
Bis jetzt waren verschiedene Trainingsausrüstungen nötig, um diese verschiedenen Bewegungen
zu erhalten.
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Nutzer
sollten beachten, dass bei jeder der vorausgegangenen Bewegungsbahnen
der Trittfläche,
und somit auch des Fußes
des Benutzers, eine gemeinsame Beziehung entsteht. Wenn sich das
hintere Ende einer Fußverbindung
von einer hintersten Position aus nach vorne bewegt, wie es zum
Beispiel in 13 dargestellt ist, hebt sich
der Fersenteil des Fußes
des Benutzers zu Anfang schneller als der Zehenteil des Fußes des
Benutzers. Entsprechend senkt sich der Fersenteil des Fußes des
Benutzers zu Anfang schneller als der Zehenteil, wenn das hintere
Ende der Fußverbindung
sich aus einer vordersten Position nach hinten bewegt. Diese selbe
Beziehung trifft auch dann zu, wenn die vorderen Enden der Fußverbindungen
sich von einer Position am unteren Ende der Führung 36 in eine Position
am oberen Ende der Führung 36 bewegen.
Mit anderen Worten, wenn sich das vordere Ende einer Fußverbindung
von einem unteren, hintersten Punkt entlang der Führung 36 nach
vorne und entlang der Führung nach
oben bewegt, hebt sich der Fersenteil des Fußes des Benutzers zu Anfang
schneller als der Zehenteil. Entsprechend senkt sich der Fersenteil
des Fußes
des Benutzers zu Anfang schneller als der Zehenteil, wenn das vordere
Ende der Fußverbindung sich
aus einer oberen, vordersten Position entlang der Führung 36 nach
unten und hinten bewegt. Dies entspricht im Allgemeinen der relativen
Bewegung der Ferse und der Zehen des Benutzers, während er Langlaufski
fährt,
geht, rennt und steigt oder andere Schrittbewegungen ausführt.
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Das
System 184 des Antragstellers für die Kontrolle und Koordinierung
des Neigungswinkels der Führung 36 und
des Widerstandes, der auf die Drehung der Schwungräder 24a und 24b ausgeübt wird,
um den gewünschten
Level für
die körperliche Betätigung zu
erreichen, ist schematisch in 14 dargestellt.
Wie in 14 dargestellt ist, wird ein
physikalischer Parameter für
die körperliche
Betätigung, z.
B. die Herzfrequenz des Benutzers von einem Sensor 186 überwacht.
Es wird ein elektrisches Signal erzeugt, üblicherweise von analoger Natur,
das der Herzfrequenz des Benutzers entspricht. Für die Herzfrequenz sind verschiedene
Arten von Monitoren erhältlich,
was Monitoren beinhaltet, die an der Brust und am Ohrläppchen getragen
werden, sowie Finger-Monitoren. Der Ausgang des Monitors 186 wird
durch ein analoges zu einem digitale Interface 188 weiter
geleitet, und durch eine Steuereinrichtung 190 zu einem
zentralen Prozessor (CPU) 192, der idealer Weise innerhalb
des Displays 74 liegt. Zusätzlich zur Herzfrequenz des
Benutzers, oder statt dessen, können
andere physische Parameter des Trainierenden verwendet werden, was
Respirationsrate, Alter, Gewicht, Geschlecht, etc. mit einschließt.
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Weiterhin
Bezug auf 14 nehmend, enthält das Trainingskontrollsystem 184 der
vorliegenden Erfindung einen Wechselstromanschluss 194, der
mit einem Wechselstrom-110-Volt-Netzteil
für Standardstromstärken verbunden
werden kann. Vom Stromanschluss 194 erfolgt die Weiterleitung
zu einem Transformator 196 und dann zum Bremssystem 40 und
zum Display 74. Der Hebemechanismus 38 benötigt Wechselstrom
und ist deswegen nicht mit dem Transformator 196 verbunden.
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Wie
bereits weiter vorne diskutiert worden ist, enthält der Hebemechanismus 38 ein
Messsystem 147, um das Strecken und Zusammenziehen des Hebemechanismus
zu messen und dadurch auch den Neigungswinkel der Führung 36.
Diese Information wird dann durch das analoge zum digitalen Interface 188,
und durch die Steuereinrichtung 190 zur CPU 192 weitergeleitet.
Die Rotationsgeschwindigkeit der Schwungräder 24a und 24b wird
ebenfalls von einem Sensor 180 überwacht, wie es bereits oben
diskutiert worden ist, wobei diese Information durch das analoge
zum digitalen Interface 188 und zur Steuereinrichtung 190 und
an die CPU weiter geleitet wird. Während der Benutzung von Apparat 18 der
vorliegenden Erfindung erhält
die CPU auf diese Weise Informationen über die Herzfrequenz oder andere
physische Parameter des Trainierenden, welche von Sensor 186 gemessen
werden, den Neigungswinkel der Führung 36 und
die Geschwindigkeit der Schwungräder 24a und 24b.
Diese Information oder ähnliche
Informationen können
dem Trainierenden auf dem Display 76 angezeigt werden.
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Des
Weiteren kann mit der vorliegenden Erfindung durch das Steuersystem 184 ein
gewünschter
Level für
die körperliche
Betätigung
aufrecht erhalten werden. Zum Beispiel kann der Trainierende bestimmte
Parameter über
die Tastatur 80 eingeben, wie etwa Alter, Größe, Geschlecht,
um einen gewünschten
Herzfrequenzbereich während
des Trainings zu erreichen. Alternativ kann der Trainierende den
gewünschten
Bereich für
die Herzfrequenz direkt eingeben. Der Trainierende kann andere Parameter eingeben
oder nicht, wie etwa die gewünschte
Geschwindigkeit der Schwungräder,
welche den Zyklen der Fußverbindungen
pro Minute entspricht und/oder die Neigung der Führung 36. Mit dieser
Information stellt das Steuersystem der vorliegenden Erfindung das
Bremssystem 40 und/oder den Hebemechanismus 38 ein,
um so den gewünschten
Level für
die körperliche
Betätigung
zu erhalten.
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Es
muss verstanden werden, dass verschiedne Kurse oder Trainingsabläufe in der
CPU 192 vorprogrammiert werden können oder vom Benutzer gestaltet
werden können,
um verschiedene Parameter wiedergeben zu können, was einen gewünschten
Bereich für
das Herzkreislaufsystem, eine Art der Schrittbewegung, etc. beinhalten
kann. Das Steuersystem 184 steuert daraufhin das Bremssystem 40 ebenso
wie den Hebemechanismus 38 aus, um den gewünschten
Ablaufvorgaben für
die körperliche
Betätigung
Entsprechung zu leisten.
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Eine
weitere bevorzugte Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist in 15 dargestellt. Der
Apparat 18' der
in 15 dargestellt ist, ist ähnlich wie der Apparat 18,
der in den vorausgehenden Figuren dargestellt ist, konstruiert.
Dementsprechend tragen die Komponenten von Apparat 18', welche den
Komponenten von Apparat 18 entsprechen oder diesen ähnlich sind,
die selben Einzelteilnummern, jedoch mit der Ergänzung des hochgestellten Strichzeichens
("'").
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Der
Apparat 18' enthält ein einzelnes Schwundrad 27', das drehbar
hinten an den Rahmen 20' anmontiert
ist. Ein Paar Hebelarme 200a und 200b gehen quer
in diametral entgegengesetzten Richtungen von den Enden einer Antriebswelle 84' aus, um diese
schwenkbar mit den hinteren Enden der Fußverbindungen 30a' und 30b' zu verbinden. Die
Kurbelarme 220a und 200b sind fest an der Antriebswelle 84' angebracht.
Es sollte deutlich werden, dass die Kurbelarme 200a und 200b die
hinteren Enden der Fußverbindungen 30a' und 30b' während deren
Vor- und Zurückbewegung
abstützen.
Zu diesem Zweck können
die Längen
der Hebelarme verändert werden,
um den "Hub" der Fußverbindungen
zu wechseln, um die Nutzung bei unterschiedlichen Bein/Schrittlängen in
Einklang zu bringen.
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Die
vorderen Enden der Fußverbindungen 30a' und 30b' sind mit Drehzapfengelenken 202 schwenkbar
an den unteren Enden von Schaukelarmen oder Schwenkhebeln 201a und 201b befestigt. Die
Schwenkhebel haben vorzugsweise eine rohrförmige und angewinkelte Gestalt,
und ihre oberen Enden sind am Pfosten 22' in der Nähe des Übergangs vom unteren Abschnitt 52' zum oberen
Abschnitt 54' des
Pfostens an der Achse 204 befestigt. Jeder der Schwenkhebel
umfasst einen rohrförmigen,
oberen Abschnitt 206 und einen rohrförmigen unteren Abschnitt 208.
Das obere Endteil des unteren Abschnitts 208 kann in das
untere Endteil des entsprechenden oberen Abschnitts 206 hinein
gleiten, wodurch die Länge
der Schwenkhebel selektiv verändert
wird. Die oberen und unteren Abschnitte des Schwenkhebels können durch
jedes gebräuchliche Mittel
zusammen gehalten werden, wie etwa von einem Kreuzzapfen 210,
der durch diametral angeordnete Öffnungen,
die im oberen Abschnitt des Schwenkhebels ausgebildet sind, und
durch eine der Öffnungen,
die in Gruppen von diametral angeordneten Öffnungen in den unteren Abschnitten
ausgebildet sind, hindurchgeht.
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Obwohl
es nicht abgebildet ist, kann sich im Inneren des oberen und unteren
Abschnitts des Schwenkhebels eine Zugfeder oder eine anderer Vorrichtung
befinden, um den unteren und oberen Abschnitt ineinander gesteckt
zu halten. Alternativ kann das Ineinandergreifen des oberen und
unteren Abschnitts des Schwenkhebels "automatisch" dadurch gesteuert werden, dass ein
lineares Stellglied oder eine andere, angetriebene Vorrichtung in
die Konstruktion der Schwenkhebel integriert wird.
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Die
Schwenkhebel 201a und 201b halten die vorderen
Enden der Fußverbindungen 30a' und 30b', damit diese
sich entlang einer gebogenen Bahn 212 fortbewegen können, welche
definiert ist, durch die Schwenkachse 204 der oberen Enden
der Schwenkhebel um den Pfosten 22' und durch die radiale Strecke
zwischen dieser Achse 204 und dem Schwenkpunkt 202,
der den Verbindungspunkt des vorderen Endes der Fußverbindung
mit dem unteren Ende ihres entsprechenden Schwenkhebels festlegt.
Es wird deutlich, dass die Bahn 202 verändert werden kann, wenn das
relative Ineinanderstecken des oberen Abschnitts 206 und
des unteren Abschnitts 208 des Schwenkhebels verändert wird.
Das führt
zu einem Wechsel der Schrittbewegung, die vom Benutzer durchgeführt wird,
wobei diese Schrittbewegung auf eine Weise verändert werden kann, die derjenigen ähnlich ist,
die durch die oben diskutierte Veränderung des Neigungswinkels
der Führung 36 erreicht wird.
Somit bietet der Apparat 18' die
selben Vorteile oder stellt diese bereit, wie sie auch von Apparat 18 bereit
gestellt werden, was oben beschrieben wurde.
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Ein
Bandbremssystem 220 wird bereit gestellt, um selektiv einen
Drehwiderstand auf das Schwungrad 24' auszuüben. Das Bandbremssystem beinhaltet
ein Bremsband 222, das um die äußere Felge des Schwungrades 24' herum verläuft und auch
um eine Wickelrolle 224, die einen kleineren Durchmesser
hat und drehbar am äußeren/freien Ende
eines linearen Betätigungszylinders 226 befestigt
ist. Das gegenüberliegende
Ende des Betätigungszylinders
ist schwenkbar an einem Haltebügel 228,
der am Rahmen 42' angebracht
ist, befestigt. Es sollte klar sein, dass der Benutzer das lineare
Stellglied mechanisch, elektrisch oder auf andere Weise selektiv
steuern kann, um eine gewünschte
Reibungsbelastung auf das Schwungrad 24' wirken zu lassen. Es können aber
auch andere bekannte Verfahren verwendet werden, um einen gewünschten Grad
an Drehwiderstand auf das Schwungrad 24' wirken zu lassen. Zum Beispiel
kann eine Felgenbremse (nicht dargestellt) eingesetzt werden, um
gegen den äußeren Bereich
der Felge des Schwungrades selbst oder gegen eine Scheibe (nicht
dargestellt), die sich zusammen mit dem Schwungrad dreht, zu wirken.
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Noch
eine weitere, bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist in 16 dargestellt.
Dabei werden mehrfach schwenkbare Verbindungen zwischen den Fußverbindungen 30a' und 30b' und den Schwungrädern 24a und 24b bereit
gestellt. Ein Holmschwenkblock 230 ist mit einer Gewindeschraube 232 und
einer passenden Mutter 234 an Durchlässen 104 schwenkbar
an jedem der Schwungräder 24a und 24b befestigt.
Die Holmschwenkblöcke 230 bewegen
sich in einer Ebene, die in etwa parallel zu der Ebene des entsprechenden Schwungrades
liegt. Die hinteren Enden der Fußverbindungen 30a' und 30b' sind hohl,
um die Holmschwenkblöcke 230 aufnehmen
zu können.
Ein Block-Montagestift 231 geht durch einander gegenüber liegende
Löcher
oben und unten am hinteren Ende der Fußverbindungen 30a' und 30b' hindurch und
geht eng anliegend durch ein Loch im Schwenkblock, um den Schwenkblock 230 am
hinteren Ende der Fußverbindungen
anzubringen. Schlitze 231, die sich von den hinteren Enden
der Fußverbindungen 30a und 30b ausgehend
in Längsrichtung
erstrecken, ermöglichen
den Zugang zu den Befestigungen 232 und 234.
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Idealer
Weise haben die Holmschwenkblöcke 230 im
Allgemeinen eine rechtwinkelige Form, und sind so bemessen, dass
sie zwischen die oberen und unteren Seitenflächen der hohlen Fußverbindungen
passen. Die innere Breite der Bereiche der Seitenflächen der
Fußverbindungen
ist jedoch breiter als die Dicke der Holmschwenkblöcke 230,
wodurch eine Winkelverschiebung der Fußverbindungen um den Montagestift 231,
der als Drehpunkt fungiert, in Relation zu dem Schwenkblock ermöglicht wird.
Diese Konstruktion gewährleistet
einen Anschluss der Fußverbindungen
zwischen den Schwungrädern 24a und 24b und
den Führungen 36,
was mögliche
Unstimmigkeiten bei der Ausrichtung der Schwungräder 24a und 24b sowie
der Führung
kompensiert, insbesondere in der Richtung, die quer zur Längsausrichtung
der Fußverbindungen 30a und 30b verläuft. Es wird
jedem, der durchschnittlich qualifiziert ist, einleuchten, dass
eine Veränderung
der Dicke der Holmschwenkblöcke 230 und
der Position der Block-Montagestifte 231 es dem Konstrukteur
ermöglichen,
die Konstruktion abhängig
von den erwarteten Toleranzen, die beim Aneinanderangleichen der
anderen Komponenten der vorliegenden Erfindung auftreten können, genau
einzustellen.
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Während hier
bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung abgebildet und beschrieben worden sind,
sollte klar sein, dass daran verschiedene Veränderungen vorgenommen werden können, ohne
vom Sinn und vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.