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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Pedaleinrichtung zur Verwendung
in einem Körpertrainingsgerät, beispielsweise
einem Fahrrad, wobei die Pedaleinrichtung um eine Drehachse drehbar
ist, welche axial durch eine Pedalwelle verläuft, wobei die Pedalwelle an
einem Kurbelarm des Pedals befestigbar ist, und die Pedaleinrichtung
einen ersten Pedalteil aufweist, der um die Drehachse drehbar ist, wobei
der erste Pedalteil zur Verwendung bei der Ausführung einer herkömmlichen
Trainingsübung vorgesehen
ist, und einen zweiten Pedalteil, der über Schwenkverbindungen um
eine quer zur genannten Drehachse stehende Schwenkachse schwenkbar
am ersten Pedalteil befestigt ist, wobei der zweite Pedalteil gegenüber dem
ersten Pedalteil um einen spitzen Winkel und gegen die Wirkung federnder
Mittel zur einen oder zur anderen Seite schwenkbar ist.
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Eine
Pedaleinrichtung des Typs ist aus dem U.S. Patent 5,449,332 bekannt.
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Fußgelenkverletzungen
machen einen großen
Anteil der Gesamtzahl von Verletzungen, in der Gesellschaft und
inbesondere im Sport, aus. Momentan sind alternative Einrichtungen
zur Verhinderung von Verletzungen nicht in ausreichendem Maß verfügbar, noch
besteht eine Rehabilitation, die gut genug ist, dass sie ausreichend
Anreiz schafft und motiviert, nachdem Verletzungen auftreten. Die
Entwicklung zeigt, dass menschliche Fußgelenke eine zunehmend schwächere Muskelstruktur
bekommen. Für
diese Situation mag es viele Gründe
geben, aber eine Hypothese ist, dass die Menschen dazu neigen, sich
sehr viel mehr auf flachen Oberflächen umher zu bewegen, im Gegensatz
zu der Lage vor Jahren, als die Zeit damit verbracht wurde, sich
auf unebenerem Gelände
zu bewegen. Außerdem
verbringen die Menschen heutzutage sehr viel mehr der Zeit bei Indoor-Aktivitäten. Die
Immobilisierungstendenz wird deutlich durch viele Kinder demonstriert,
die zu und von ihren „Aktivitäten" gefahren werden,
und in einem sehr viel größeren Ausmaß als vorherigen
Generationen angeboten wurde, zusätzlich dazu, dass sie viel
von ihrer Zeit vor einem PC oder einem Fernseher verbringen.
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Von
dem „National
Institute of Public Health" in
Norwegen erhaltene Daten deuten an, dass es allein in Norwegen 200.000
Fußgelenkverletzungen
jedes Jahr gibt, wovon ungefähr
ein Drittel in Ambulanzen oder durch Physiotherapeuten behandelt
werden. Bei ungefähr
20 Prozent der berichteten Fälle, besteht
eine anhaltende Instabilität
in dem Fußgelenk
nach einer Verstauchung/Zerrung. Lediglich die Hälfte dieser Problempatienten
haben eine bestätigte Diagnose
einer Fußgelenkinstabilität. Dies
bedeutet, dass die Hälfte
von ihnen lediglich subjektive Instabilitätssymptome haben, ohne eine
Diagnose eines mechanisch instabilen Fußgelenks. Es gibt Mutmaßungen,
ob dies auf schlechter Gelenkempfindung oder verminderter Muskelkontrolle
oder einer Kombination davon beruhen kann. Zahlreiche Berichte haben
eine geschwächte
Muskulatur nach Verstauchungen/Zerrungen und unter Patienten mit
chronisch instabilen Fußgelenken
gezeigt, während
andere nicht in der Lage waren, irgendeine Verbindung zu beweisen.
Inversionsverletzungen machen bis zu 85 Prozent aller Fußgelenkverletzungen
aus und treten üblicherweise
beim Landen nach Springen, Rennen oder Drehen auf. Laterale Bänder sind
am anfälligsten
für eine
Verletzung während
dieses Verletzungsmechanismus. Üblicherweise
wird das anteriore talofibulare Band das erste sein, das angegriffen wird – erster
Grad, gefolgt von dem calcaneofibularen Band – zweiter Grad, und schließlich dem
posterioren talofibularen Band – dritter
Grad. Ungefähr
50% der Verletzungen betreffen nur das anteriore talofibulare Band,
bei 20% der Verletzungen wird auch das calcaneofibulare Band angegriffen
und in 1% der Fälle werden
alle drei Bänder
auf der lateralen Seite angegriffen. Studien haben durch Fußgelenksarthroskopie
gleichzeitig Knorpelverletzungen bei 66% der Fußgelenkbänderverletzungen offenbart,
und derartige Patienten hatten mehr Beschwerden, als dem ein Jahr
später
weiter nachgegangen wurde. Eine derartige Verletzung wird dann üblicherweise
durch zusammendrückende
Kräfte,
wie bei Fällen,
verursacht. Bei ernsteren Verletzungen können auch Frakturen des medizinischen
Malleolus auftreten. Kombinierte Supinationsverletzungen können auch
gewöhnliche
Fußgelenkfrakturen
verursachen. Fußgelenkverletzungen
sind folglich komplizierte Verletzungen, bei denen viele unterschiedliche
Arten von Verletzungen an Knorpeln, Knochen, Bändern und anderen stabilisierenden
Weichgeweben in den Gelenken um das Fußgelenk auftreten können. Es
ist auch gezeigt worden, das die Haut propriozeptive Eigenschaften
aufweist und deshalb wichtig für
die Fußgelenkfunktion
und Stabilität
ist.
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Üblicherweise
wird eine Fußgelenkverstauchungs-
bzw. Zerrungsverletzung mit Hochlegen, Kühlen mit Eis und einer Immobilisierung
des verletzten Fußgelenks
in Form eines Kompressionswickels behandelt. In einigen Fällen sind
Krücken
und schmerzlinderde Mittel während
der ersten Tage nach der Verletzung notwendig. Entzündungshemmende
Medikation wird häufig
bei dieser Art von Verletzungen verwendet. Eine funktionelle Behandlung mit
Umwicklung, Physiotherapie und schrittweiser Zunahme der Belastung
auf dem Fußgelenk,
führt für gewöhnlich zu
einem guten Schlussergebnis. Normale Übungen sind Übungen am
Fahrrad, Stärkungsübungen,
Sprünge
auf einem Bein, Gleichgewichtstraining und propriozeptives Training,
z.B. mit einem Gleichgewichtsbrett, auf einem oder beiden Beinen
stehend.
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Deshalb
würde erkannt
werden, dass Fußgelenkverletzungen
kompliziert sind und eine beachtliche Zeit beanspruchen, um zu heilen,
und dass Ödeme
in dem Fußgelenkbereich,
die durch eine Fußgelenkverletzung
verursacht sind, eine lange Zeit beanspruchen können, um zu verschwinden. Wie
gut bekannt ist, kann die Blutzirkulation in dem Fußgelenkbereich
durch eine Verletzung ernsthaft beeinflusst werden, was in einigen
Fällen
eine sehr lange Heilungsdauer verursachen kann. In einigen Fällen kann
es Jahre dauern, bis die Ödeme
verschwinden.
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Folglich
war es ein lange gefühltes
Bedürfnis,
ein Trainingsmittel zu schaffen, das nicht nur die Blutzirkulation
im Fuß-
und Fußgelenkbereich
stimulieren kann, sondern auch die Muskelstruktur in dem Fußgelenkbereich
stärken,
wobei somit der Fußgelenkbereich
mit einer verbesserten Fähigkeit
versehen wird, einer eine Verstauchung/Zerrung verursachende Verletzung
zu widerstehen.
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In
dem Stand der Technik von Pedaleinrichtungen kann Bezug auf die
Französische
Patentveröffentlichung
2661651, U.S. Patent 4,599,915, U.S. Patent 5,161,430, U.S. Patent
5,628,710,
EP-A-0130152 und
das Norwegische Patent 303869 gerichtet werden.
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Das
U.S. Patent 5,449,332 offenbart zwei Pedalteile, wobei ein Teil
ein herkömmliches
Pedal ist und das andere Pedal um eine Achse schwenkbar ist, die
schräg
zu und beanstandet von der Drehachse des herkömmlichen Pedals ist. Die Schwenkbarkeit
wird durch die Nutzung von elastischen Kissen geschaffen. Auf diese
Art wird die Pedalstruktur groß (dick)
und mit der Schwenkachse zu weit von der Drehachse des herkömmlichen
Pedals entfernt, wobei der Grund die Notwendigkeit für eine ausreichende
Schwenkbarkeit ist.
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Die
Französische
Veröffentlichung
2661651 betrifft ein Fahrradpedal das fähig ist in beiden, in der vertikalen
und in der horizontalen Ebene, zu drehen, um Verletzungen zu vermeiden,
sogar wenn der Schuh des Pedalnutzers in dem Pedal steckt. Ein Hauptnachteil
einer derartigen Pedalvorrichtung ist, dass es für den Pedalnutzer wacklig wird.
Das Schwenken der Vorrichtung in der vertikalen Richtung kann durch
ein Keilmittel regulierbar sein, das die Grenzen der Schwenkgrade
festlegt.
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Die
Pedalvorrichtung ist für
eine spezifische Nutzung und kann lediglich in dem Zusammenhang genutzt
werden, in der Lage zu sein in beide, die vertikale und die horizontale
Ebene, zu drehen. Eine Nutzung der Pedalvorrichtung als ein herkömmliches Pedal
ist nicht möglich.
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Das
U.S. Patent 4,599,915 betrifft ein regulierbares Pedal. Das regulierbare
Pedal weist eine auf einer Welle, zum Stützen des Fußes, montierte Plattform auf,
und eins oder mehr vom Folgenden: eine Einrichtung zur Positionierung
der Plattform entlang einer radialen Achse, die im Allgemeinen senkrecht
zu der Achse der Welle ist, um eine erhobene Stellung für den Fuß zu schaffen,
eine Einrichtung die es der Plattform gestattet, um die radiale
Achse in einer Richtung die im Allgemeinen parallel zu der Wellenachse
ist zu schwenken, um umgekehrt eine erhabene Stellung für den Fuß zu schaffen,
und eine Einrichtung die es der Plattform gestattet, um die radiale Achse
zu schwenken, um Ein- und Auswärtsstellungen
für den
Fuß zu
schaffen. Wenn die Plattform richtig angepasst wurde, wird sie geklemmt
und die Winkelstellung wird wie reguliert bzw. angepasst bleiben.
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Das
U.S. Patent 5,161,430 betrifft eine Pedalradiusreguliervorrichtung
die einen Rahmen aufweist, der auf dem bestehenden Kurbelarm eines Fahrrads
oder einer ähnlichen Übungsmaschine montiert
ist, durch eine Schraube, die durch das bestehende Kurbelarm-Pedalmontierloch
geht und sich an den Regulierungsrahmen anbringt, und durch eine
Klammer, die an dem Regulierungsrahmen um den Kurbelarm montiert
ist. Die Kontaktseite des Rahmens ist gerillt, um sich mit dem Pedalkurbelarm auszurichten.
Das Pedal ist an einen Gleitblock innerhalb des Regulierungsrahmens
angebracht und wird durch einen handbetriebenen Zug-T-Stift reguliert, bei
vielfachen Einstellungen mit bekanntem Radius, die auf dem Regulierungsrahmen
im Voraus angeordnet sind. Bei einer anderen Ausführungsform
wird der T-Stift durch eine magnetische Anziehung zwischen dem T-Stift
und dem Gleitblock am Platz gehalten. Das Pedal der Vorrichtung
ist ein herkömmliches
Pedal ohne jegliche Einrichtungen zum Schwenken des Pedals relativ
zu dem Kurbelarm.
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Das
U.S. Patent 5,628,710 offenbart ein einzelnes Pedal mit zwei Seiten
zum Ineingriffbringen des Fußes,
wobei das Pedal um eine Achse schräg zu der Achse, die sich von
der Kurbel erstreckt und um welche sich das Pedal auf eine herkömmliche
Art drehen kann, geschwenkt ist. Die gezeigte Pedalstruktur schafft
keine Möglichkeit
für eine
herkömmliche
Pedalfunktion, d.h. ohne die Möglichkeit
zu schwenken.
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Das
EP Patent 0130152-B1 zeigt eine Pedalstruktur mit einer Fußauflage
die montiert ist, um in Bezug auf eine Achse, die senkrecht zu der
Drehachse des Pedals ist, zu schwenken, wobei die Fußauflage
ein obere Schwenkplatte aufweist, die angepasst ist um frei um die
senkrechte Achse schwenken zu können,
während
der Nutzer in die Pedale tritt. Diese Struktur ist auf ein Anpassen
der Pedaleingriffsfläche
an die tatsächliche
Verdrehung des Beins gerichtet, nicht auf das Kippen des Fußgelenks.
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Das
Norwegische Patent 303869 betrifft ein Fußgelenkstärkungs-Fahrradpedal, wobei
das Fahrradpedal auf eine regulierbare Art angebracht ist, entweder
frei oder feststellbar in einem Gelenk für eine winklige Bewegung beziehungsweise
Positionierung während
Nutzung des Pedals, relativ zu der Pedalachse, die an dem Kurbelarm
angebracht ist. Das Gelenk kann sich in der Mitte des Pedals oder
an einem Ende des Pedals, an den Kurbelarm grenzend, befinden. Die
Pedalwelle kann höhenverstellbar
und feststellbar in mehreren Stellungen der Längsausdehnung des Kurbelarms,
durch ein längliches
Loch, angebracht werden. Dieses Patent offenbart jedoch keine Pedalvorrichtung
die schwenkbar ist, jedoch dennoch als eine herkömmliche Pedalvorrichtung verwendet
werden kann.
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Um
den Stand der Technik weiter aufzuhellen, kann ein Bezug auch auf
das U.S. Patent 4,973,046 gerichtet werden, welches eine Struktur offenbart,
die der des U.S. Patents 4,599,917 etwas ähnlich ist.
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Es
ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung eine Pedalvorrichtung zu
schaffen, die dem Pedalvorrichtungsnutzer ein verbessertes Training
der Muskelstruktur des Fußgelenkbereichs
während
der Übungen
geben kann. Gemäß der Erfindung
ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass der erste Pedalteil
innerhalb eines Umkreises des zweiten Pedalteils angeordnet ist,
wobei der zweite Pedalteil den ersten Pedalteil teilweise umgibt,
dass die Schwenkachse quer durch die Drehachse verläuft, und
dass das federnde Mittel mindestens eine Feder ist, welche derart
angeordnet ist, dass sie am ersten Pedalteil und am zweiten Pedalteil
angreift, um den zweiten Pedalteil in neutraler Stellung zu halten, wenn
dieser entlastet ist, wobei sich die Schenkel davon erstrecken,
um auf beiden Seiten der Schwenkachse an Teilen des zweiten Pedalteils
angreifen.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Pedalvorrichtung liegt der spitze Winkel im Bereich von 0 bis
35 Grad, vorzugsweise im Bereich von 0 bis 20 Grad. In einer besonderen
Ausführungsform
sollte der spitze Winkel 15 Grad nicht überschreiten.
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Ferner
sind elastische Mittel vorgesehen, um zwischen dem ersten und dem
zweiten Pedal aufeinander einzuwirken, um eine Schwenkgegenwirkungskraft
zu schaffen. Derartige elastische Mittel könnten federnde Mittel sein,
die auf dem ersten Pedal vorgesehen sind, um das zweite Pedal in
Eingriff zu bringen.
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Auf
der Pedalvorrichtung ordnen die elastischen Mittel auch die zweite
Pedaleingriffsfläche
parallel zu der ersten Pedaleingriffsfläche an, wenn die erste Pedaleingriffsfläche durch
einen Fuß von
einer Person, welche die Pedalvorrichtung nutzt, in Eingriff ist.
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Somit
stellt die Erfindung zuallererst eine alternative und medizinisch
gesprochen, einzigartige Lösung
zum Verhindern und Rehabilitieren einer Instabilität an dem
Fußgelenk
dar, aber wird auch in einem Langzeitaspekt andere einzigartige
Nutzungsvorteile für
Personen schaffen, die einen derartigen Übungs- oder Trainingsapparat
nutzen, sowohl was die Vorbeugung einer Verletzung als auch fähigkeitsfördernde
Eigenschaften angeht. Durch Nutzung der Erfindung an einem herkömmlichen
Fahrrad und sogar an einem sogenannten Geländefahrrad, wird eine verbesserte „Fahrradsensation" erhalten, weil es
dem Körper
der Person möglich
sein wird, sich in einem großen
Maße im
Schritt mit dem Fahrrad und dem Boden auf dem es fährt zu bewegen.
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Folglich
ist ein einzigartiges Merkmal der vorliegenden Erfindung, dass die
Pedalvorrichtung eine schwenkbare Pedaloberfläche auf einer Seite und die
herkömmliche
Pedalfläche
auf der gegenüberliegenden
Seite aufweist, wobei folglich ein Multifunktionspedal gebildet
wird, einfach durch Drehen des Pedals um 180 Grad. Dadurch wird
der Nutzer leicht bestimmen, ob es ein schwenkbares Pedal oder ein herkömmliches
Pedal sein soll.
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Die
Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben,
die eine typische, nicht beschränkende
Ausführung
der vorliegenden Erfindung bilden.
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1 ist
eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Pedaleinrichung.
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2 ist
eine Teilschnittansicht von einer Seite der erfindungsgemäßen Einrichtung.
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3 ist
eine Draufsicht der Einrichtung, wobei die Hälfte der Einrichtung in Schnittansicht
gezeigt ist.
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4a ist
eine in Teilschnittansicht gezeigte Endansicht der Vorrichtung.
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4b ist
eine Seitenansicht ähnlich
der Ansicht von 1.
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Die
erfindungsgemäße Pedaleinrichtung weist
einen ersten Pedalkörper 2 mit
einer herkömmlichen
Pedalwelle bzw. Pedalachse 3 auf, an welcher der erste
Pedalkörper 2 drehbar
angebracht ist. Die Pedalwelle 3 ist in dem Pedalkörper 2,
in einer an sich bekannten Art, drehbar montiert. Das freie Ende der
Pedalwelle 3 ist an einem Kurbelarm 8 angebracht,
von dem lediglich ein Teil in 1 gezeigt
ist. Die Verbindung zwischen der Welle 3 und dem Kurbelarm 8 ist
herkömmlich,
beispielsweise über
eine Gewindeverbindung.
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Parallel
zu der Pedalwelle weist der Pedalkörper 2 Reibungselemente 5 auf,
die in den 3 und 4a als
Elemente 5a und 5b gezeigt sind. Der Pedalkörper 2 und
die Elemente 5a und 5b stellen den herkömmlichen
Teil der Pedaleinrichtung dar. Auf einer Seite der Pedaleinrichtung
ist ein kipp- bzw. schwenkbares Pedal 1 montiert worden,
das an dem Pedalkörper 2 über Schwenkverbindungen 4a und 4b durch
die Elemente 5a bzw. 5b angebracht ist. Die Schwenkverbindungen 4a und 4b sind
geeigneterweise als Schwenkstifte geformt, die sich in den Pedalkörper 2 erstrecken
und an die Elemente 5b und 5a durch einen Gewindeeingriff
anbringbar sind. Die Verbindungen 4a und 4b sind
in der gleichen Ebene wie die Pedalachse 3 und in einem
Winkel von 90° dazu.
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Wie
in 2 gezeigt, wird das schwenkbare Pedal 1 in
der gezeigten Ausführungsform
in der Lage sein, um einen Winkel α von ungefähr 15 Grad zu jeder Seite um
eine Schwenkachse, die sich durch eine Mitte der Verbindungen 4a, 4b erstreckt,
zu schwenken. Die Gradzahl kann jedoch variieren, abhängig von
einem Abstand x zwischen der Mitte der Schwenkverbindungen 4a und 4b und
dem Boden der Pedalplattform oder -fläche 6 des Pedals 1.
Der Abstand x ist abhängig
von der Verwendung, der Vorrang gegeben wird, wenn die Erfindung
ausgeführt wird.
Das schwenkbare Pedal 1 wird in seiner neutralen Stellung
durch elastische Mittel 7, geeigneterweise eine Feder 7,
gezwungen, im Wesentlichen parallel mit dem Pedalkörper 2 und
seinen Elementen 5a und 5b zu sein. Die durch
die Feder 7 beigebrachte Federkraft ist dimensioniert,
um nur den schwenkbaren Teil 1 der Pedaleinrichtung in
eine neutrale Stellung zu bewegen, wie in 1 angedeutet,
und ist nicht hauptsächlich
gestaltet, um einen wesentlichen Widerstand gegen ein Schwenken
bei ihrer Verwendung beizubringen. Falls es jedoch erforderlich
ist, dass die Person, welche die Pedaleinrichtung nutzt, etwas Widerstand
gegen ein Schwenken des Pedals 1 zu einer oder der anderen
Seite, um eine Schwenkachse durch die Stifte 4a, 4b,
erfährt,
würde es
offensichtlich sein, das elastische Mittel oder die Feder 7 zu
dimensionieren, um einen derartigen Widerstand zu erzeugen. Obwohl
eine Feder gezeigt wurde, die an das Pedal 2 angebracht
ist und mit ihren Enden an den schwenkbaren Pedalteil der Einrichtung
angebracht ist, sind andere Wege vorstellbar, eine derartige Federkraft
aus elastischen Mitteln vorzusehen, beispielsweise durch Vorsehen
elastischer Mittel oder federnder Mittel zwischen den zwei Pedalteilen 1 und 2, z.B.
zwischen der Unterseite der Plattform 6 und der gegenüberliegenden
Fläche
des Pedalkörpers 2.
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In
den Zeichnungen ist eine Lösung
gezeigt, die es der Plattform des schwenkbaren Pedalkörpers in
seiner Ruhestellung ermöglicht,
sich in eine vertikale Stellung relativ zu dem Boden und eine Grundnutzungsstellung
des Pedalkörpers 2 zu
drehen. Dieses kann durchgeführt
werden, indem die Pedalwelle ein wenig versetzt zu dem Mittelpunkt
des Pedalkörpers 2 in
der horizontalen Ebene positioniert wird, wie am deutlichsten durch
Betrachten der 3 gesehen werden kann. Durch
eine derartige versetzte Positionierung der Achse wird es für den Pedalnutzer
leichter sein zu wählen,
welche Seite der Pedaleinrichtung zu verwenden ist, da es lediglich
notwendig sein wird, die Pedaleinrichtung 90 Grad um die Pedalachse 3 zu
drehen, um entweder die Eingriffsfläche des Pedalkörpers 2 mit
seinen Elementen 5a und 5b, oder den schwenkbaren
Pedalteil 1 zu nutzen.