Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Trainingsgerät für das isokinetische Krafttraining, bei welchem ein Widerstand entgegen einer Bewegung eines Benutzers des Trainingsgeräts mittels eines elektrischen Generators erzeugt wird oder ein Benutzer beim isokinetischen Krafttraining unterstützt wird. Ferner betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Kontrolle eines Widerstandes eines Trainingsgeräts beim isokinetischen Krafttraining.

Stand der Technik Auf dem Markt ist eine Vielzahl an Trainingsgeräten für das Krafttraining erhältlich. Diesen ist gemein, dass dein Benutzer während einer Trainingseinheit eine bestimmte Anzahl an Wiederholungen einer Bewegung ausführt, wobei die Bewegung entgegen einem Widerstand erfolgt, der durch entsprechende Mittel des Trainingsgeräts erzeugt wird. Klassischerweise wird dabei ein Körperteil an ein Betätigungselement des Trainingsgeräts angelehnt, wobei das Betätigungselement über ein Kraftübertragungsmittel, zum Beispiel ein Seil, mit den Mitteln verbunden ist, die den Widerstand erzeugen. Diese Mittel können zum Beispiel als ein Gewichtsstapel ausgestaltet sein, die entgegen der Schwerkraft bewegt werden. Der Widerstand lässt sich in der Regel vor einer Trainingseinheit individuell einstellen, so dass für jeden Benutzer der für die Bewegung nötige Kraftaufwand eingestellt werden kann. Während der Trainingseinheit bleibt der Widerstand jedoch bei jeder Bewegung gleich, wodurch es durch die zunehmende Ermüdung der Muskeln des Benutzers des Trainingsgeräts zu einer Verlangsamung der Bewegung sowie zu einer Verkürzung der Bewegungsdistanz führen kann, womit die Effizienz des Krafttrainings abnimmt. Beim isokinetischen Training wird daher der Widerstand jederzeit dynamisch so verändert, dass die Bewegung des Benutzers stets mit im Wesentlichen gleichbleibender Geschwindigkeit erfolgen kann und somit zu jeder Zeit die maximale Kraft des Muskels abgerufen wird. Vorteile des isokinetischen Trainings sind die Krafterhöhung in allen Winkelgraden und eine geringere Neigung zu Muskelkater, weil keine Belastungsspitzen im Kraftverlauf auftreten.

Um isokinetisches Training durchführen zu können werden klassische Trainingsgeräte mit Gewichtsstapel oder Wirbelstromwiderstand mit zusätzlichen Brems- oder Unterstützungselementen sowie Steuerungen versehen, was die Geräte insgesamt verteuert. Derartige Geräte brauchen ferner viel Platz, womit diese nur in Fitnesscentern oder Haushalten mit grosser Wohnfläche oder Keller eingesetzt werden können.

Darstellung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine dem eingangs genannten technischen Gebiet zugehörende Vorrichtung, insbesondere ein Trainingsgerät, zu schaffen, welches für isokinetisches Training geeignet ist, einfach aufgebaut ist und entsprechend kleine Dimensionen aufweist.

Die Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert. Gemäss der Erfindung umfasst das Trainingsgerät für isokinetisches Krafttraining ein Kraftübertragungselement, welches durch eine Bewegung eines Benutzers des Trainingsgeräts in Bewegung versetzt werden kann, sowie einen elektrischen Generator, welcher mit dem Kraftübertragungselement in Wirkverbindung steht, so dass durch die Bewegung des Kraftübertragungselements der elektrische Generator in Drehung versetzt wird, wodurch dieser der Bewegung des Kraftübertragungselements eine Kraft entgegensetzt. Zudem weist das Trainingsgerät mindestens einen Sensor zur Messung der Bewegungsgeschwindigkeit und Bewegungsrichtung des Kraftübertragungselements und eine Steuerung auf. Der elektrische Generator ist mit einer elektronischen Last verbunden, wobei die Steuerung den Widerstandswert der elektronischen Last und somit die durch den elektrischen Generator erzeugte Kraft, die der Bewegung des Kraftübertragungselements entgegengesetzt ist, anhand der durch den mindestens einen Sensor gemessenen Bewegungsgeschwindigkeit derart verändert, dass die Bewegungsgeschwindigkeit des Kraftübertragungselements innerhalb eines vordefinierten Bereichs liegt.

Das erfindungsgemässe Trainingsgerät weist einen sehr einfachen Aufbau mit nur wenigen Teilen auf, womit dieses nur einen geringen Platzbedarf aufweist und kostengünstig hergestellt werden kann. Zudem ist durch die geringe Anzahl an Teilen das Trainingsgerät wartungsarm.

Das Trainingsgerät kann zum Trainieren einer bestimmten Muskelgruppe oder auch mehrerer Muskelgruppen ausgestaltet sein. Hierzu verfügt das Trainingsgerät vorzugsweise über mindestens ein Betätigungselement, welches durch einen Benutzer ergriffen oder mittels eines Körperteils gestossen oder gezogen werden kann. Das mindestens eine Betätigungselement ist mit dem Kraftübertragungselement verbunden, so dass der Benutzer des Trainingsgeräts durch Bewegung des Betätigungselements das Kraftübertragungselement bewegen kann. Das Betätigungselement ist vorzugsweise direkt mit dem Kraftübertragungselement verbunden. Alternativ kann das Betätigungselement jedoch auch indirekt über ein weiteres Element, wie zum Beispiel einem Verbindungsseil mit dem Kraftübertragungselement verbunden sein.

Das Trainingsgerät weist vorzugsweise mindestens eine Führung auf, mit welcher die Bewegung des Kraftübertragungselements in mindestens eine bestimmte Richtung eingeschränkt wird, so dass ein Benutzer des Trainingsgeräts nur eine geführte Trainingsbewegung mit dem Kraftübertragungselement durchführen kann. Diese mindestens eine Führung umfasst beispielsweise eine Umlenkrolle oder Führungsschiene.

Das Trainingsgerät ist vorzugsweise ein Krafttrainingsgerät. Alternativ kann das Trainingsgerät jedoch auch ein Kardiotrainingsgerät, beispielsweise ein Ergometer oder ähnlich sein.

Bei dem Trainingsgerät kann es sich alternativ auch um ein bestehendes, gewöhnliches Krafttrainingsgerät mit Gewichten handeln, welches um einen elektrischen Generator, den Sensor, die Steuerung und die elektronische Last ergänzt wird. Vorzugsweise bildet das gewöhnliche Krafttrainingsgerät dann gemeinsam mit den genannten Elementen ein erfindungsgemäßes Trainingsgerät, insbesondere ein Trainingsgerät gemäß Anspruch 1. Vorteilhafterweise ergänzen sich die Gewichte des bestehenden, gewöhnlichen Krafttrainingsgerätes und die Kraft, die der Bewegung des Kraftübertragungselements entgegensetzt wird. Eine solche Trainingsvorrichtung hat den Vorteil, dass bestehende Krafttrainingsgeräte auch für isokinetisches Training weiterverwendet werden können.

Die Bewegung des Kraftübertragungselements kann linear oder zirkulär sein. Das Kraftübertragungselement ist vorzugsweise flexibel. Alternativ kann das Kraftübertragungselement jedoch auch starr ausgestaltet sein.

Der Generator ist vorzugsweise ein Drehgenerator mit einem Rotor sowie einem Stator. Durch das vom Rotor mit einem Dauermagneten oder einem Elektromagneten erzeugte, umlaufende magnetische Gleichfeld wird in den Leitern oder Leiterwicklungen des Stators durch die Lorentzkraft elektrische Spannung induziert.

Das Kraftübertragungselement sowie der Generator weisen vorzugsweise komplementäre Elemente auf, um eine Kraftübertragung zwischen dem Kraftübertragungselement und dem Rotor des elektrischen Generators zu ermöglichen. Dadurch kann durch die Bewegung des Kraftübertragungselements der elektrische Generator in Drehung versetzt werden.

Die elektronische Last agiert als Stromsenke, welche die elektrische Leistung des durch die Drehung des elektrischen Generators erzeugten Stroms verbraucht. Vorzugsweise wird in der elektronischen Last die elektrische Leistung in Wärme umgewandelt.

Der Widerstandswert der elektronischen Last lässt sich in einem bestimmten Bereich durch die Steuerung einstellen. Der Widerstand, der durch die elektronische Last erzeugt wird, wird an die Spannung des elektrischen Generators angelegt. Durch den variablen Widerstandswert der elektronischen Last kann der Stromfluss durch die Leiterwicklungen des elektrischen Generators variiert werden, so dass der Drehung des Rotors des elektrischen Generators eine variable Kraft entgegengesetzt wird. Da das Kraftübertragungselement mit dem elektrischen Generator zusammenwirkt, setzt sich diese Kraft ebenfalls der Bewegung des Kraftübertragungselements entgegen. Das heisst, dass ein Benutzer des Trainingsgeräts eine dieser Kraft entgegengesetzte Kraft aufwenden muss, um das Kraftübertragungselement zu bewegen, womit letztendlich der Trainingseffekt erzielt wird. Der mindestens eine Sensor ist vorzugsweise ein optischer, elektrischer oder magnetischer Sensor. Mit dem mindestens einen Sensor werden die Bewegungsgeschwindigkeit sowie die Bewegungsrichtung des Kraftübertragungselements gemessen.

Die Steuerung verfügt vorzugsweise über einen Mikroprozessor sowie einem nicht- flüchtigen Speicher. Die Steuerung ist vorzugsweise in einem Gehäuse angeordnet und verfügt über einen Anschluss für eine Stromversorgung. Ferner ist die Steuerung mit der elektronischen Last sowie mit dem mindestens einen Sensor verbunden. Vorzugsweise ist der vordefinierte Bereich in der Steuerung hinterlegt. Die Steuerung verfügt vorzugsweise über Eingabemittel, zum Beispiel Tasten oder ein Touch-Screen, mit denen sich der vordefinierte Bereich durch einen Benutzer des Trainingsgeräts verändern oder eingeben lässt.

Die Steuerung verfügt vorzugsweise über ein Modul zur drahtlosen Kommunikation, insbesondere ein Bluetooth®-, NFC- oder Wifi-Modul nach dem IEEE 802.1 1 Standard. Dies erlaubt der Steuerung das Auslesen von benutzerspezifischen Daten, insbesondere den vordefinierten Bereich betreffende Daten aus einem mobilen Gerät eines Benutzers des Trainingsgeräts, beispielsweise aus einem Mobiltelefon oder Fitnessarmband, oder aus einem Chip, der beispielsweise auf einer Karte oder in einem Schlüsselanhänger angeordnet ist.

Sofern die durch den mindestens einen Sensor gemessene Bewegungsgeschwindigkeit des Kraftübertragungselements den vordefinierten Bereich über- oder unterschreitet, ändert die Steuerung den Widerstandswert der elektronischen Last indem dieser vergrössert bzw. verkleinert wird. Die Vergrösserung bzw. Verkleinerung des Widerstandswerts wird so lange durchgeführt, bis die Bewegungsgeschwindigkeit des Kraftübertragungselements sich wieder innerhalb des vordefinierten Bereichs befindet. Durch diese dynamische Veränderung des Widerstandswerts wird mit dem erfindungsgemässen Trainingsgerät isokinetisches Training ermöglicht.

Das Trainingsgerät verfügt vorzugsweise über ein Grundelement, auf welchem zumindest die Steuerung, der elektrische Generator sowie die elektronische Last angeordnet sind. Dieses Grundelement verfügt vorzugsweise über Bohrungen, mit denen sich das Grundelement befestigen lässt, insbesondere an einer Mauer, Wand, Decke, einem Boden, einem Türrahmen oder an einem anderen Trainingsgerät .

Der elektrische Generator, die elektronische Last sowie die Steuerung sind vorzugsweise in einem Gehäuse angeordnet, welches diese Komponenten des Trainingsgeräts vor äusseren Einflüssen und Beschädigungen schützt. Das Gehäuse weist entsprechende Öffnungen oder Löcher auf, damit das Kraftübertragungselement durch dieses ragen kann.

Die Steuerung verfügt vorzugsweise über Anzeigemittel, zum Beispiel über eine Anzeigeeinheit oder einen Bildschirm, auf welchem einem Benutzer der Trainingseinheit Daten angezeigt werden können, insbesondere Daten zur gemessenen Bewegungsgeschwindigkeit und -richtung oder dem vordefinierten Bereich.

Vorzugsweise ist das Kraftübertragungselement derart geführt, dass dieses linear hin- und her bewegt werden kann, wobei das Kraftübertragungselement während der Hin-Bewegung durch den Benutzer aus einer Grundposition in eine erste Richtung über eine erste Distanz und anschliessend in eine zweite Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, in die Grundposition zurück bewegt werden kann.

Der elektrische Generator ist vorzugsweise ein Elektromotor. Der Elektromotor ist vorzugsweise ein kompakter Elektromotor mit geringen Dimensionen. Der Elektromotor ist vorzugsweise ein Gleichstrommotor oder alternativ ein Drehstrommotor.

Wie einem Fachmann bekannt ist, kann jeder Elektromotor als elektrischer Generator und umgekehrt eingesetzt werden. Daher kann beim erfindungsgemässen Trainingsgerät ein handelsüblicher Elektromotor als elektrischer Generator eingesetzt werden, was die Kosten für die Produktion sowie die Reparatur des Trainingsgeräts erheblich reduziert.

Der Generator, insbesondere der Elektromotor, kann einen oder mehrere Hall-Sensoren aufweisen. Bei einer Ausführungsform mit einem Hall-Sensor kann der Hallsensor dazu ausgebildet sein, die Drehgeschwindigkeit des Generators, insbesondere des Elektromotors, zu detektieren. Da das Kraftübertragungselement mit dem elektrischen Generator, insbesondere dem Elektromotor, zusammenwirkt, kann die durch den Hall- Sensor detektierte Drehgeschwindigkeit herangezogen werden, um die Bewegungsgeschwindigkeit des Kraftübertragungselements zu ermitteln.

Durch die Verwendung des im Generator angeordneten Hall-Sensors zur Messung der Bewegungsgeschwindigkeit kann die Anzahl der Teile, die zur Produktion des Trainingsgeräts benötigt werden, weiter reduziert werden.

Bei einer Ausführungsform mit mehreren Hall-Sensoren können die Hall-Sensoren dazu ausgebildet sein, die Drehgeschwindigkeit und die Drehrichtung des Generators, insbesondere des Elektromotors, zu detektieren. Da das Kraftübertragungselement mit dem elektrischen Generator, insbesondere dem Elektromotor, zusammenwirkt, können die durch die Hall-Sensoren detektierte Drehgeschwindigkeit und Drehrichtung herangezogen werden, um die Bewegungsgeschwindigkeit und die Bewegungsrichtung des Kraftübertragungselements zu ermitteln.

Durch die Verwendung der im Generator angeordneten Hall-Sensoren zur Messung der Bewegungsgeschwindigkeit sowie der Bewegungsrichtung kann die Anzahl der Teile, die zur Produktion des Trainingsgeräts benötigt werden, weiter reduziert werden.

Vorzugsweise ist der Generator ein bürstenloser Gleichstrommotor. Vorteilhafterweise kann der Gleichstrommotor sensorgesteuert kommutiert werden. Als Sensor für die Kommutierung des Gleichstrommotors könnte beispielsweise zumindest ein Hall-Sensor verwendet werden. Der zumindest eine Hall-Sensor kann vorzugsweise, wie oben beschrieben, zur Bestimmung der Bewegungsgeschwindigkeit und/oder der Bewegungsrichtung eingesetzt werden.

Bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist die Steuerung dazu ausgebildet, die Dauer einer Bewegung des Kraftübertragungselement (Bewegungsdauer) zu bestimmen. Beispielsweise kann durch die Steuerung die Bewegungsdauer dadurch bestimmt werden, dass die Steuerung die Zeit misst, in der durch den Sensor eine Bewegung des Kraftübertragungselements detektiert wird.

Vorteilhafterweise kann die Steuerung dazu ausgebildet sein, eine Distanz zu berechnen, die das Kraftübertragungselement bei einer Bewegung durch den Benutzer zurücklegt. Beispielsweise kann durch die Steuerung die Distanz unter Heranziehen der durch den Sensor detektierte Bewegungsgeschwindigkeit und der gemessene Bewegungsdauer bestimmt werden.

Vorzugsweise ist die Steuerung weiter derart ausgestaltet, um bei der Bewegung des Kraftübertragungselements durch den Benutzer in die erste Richtung anhand der

Bewegungsgeschwindigkeit sowie der Dauer dieser Bewegung die erste Distanz zu berechnen und um bei Beendigung der Bewegung des Kraftübertragungselements in die erste Richtung den Elektromotor in Drehung zu versetzen, um das Kraftübertragungselement in die zweite Richtung wieder in die Grundposition zu bewegen. Die Steuerung berechnet vorzugsweise die Dauer sowie Drehgeschwindigkeit des

Elektromotors die nötig sind, um das Kraftübertragungselement wieder in die Grundposition zu bewegen.

Bei dieser Ausführungsform wird das Kraftübertragungselement durch einen Benutzer des Trainingsgeräts nur in die erste Richtung aktiv bewegt, während die Bewegung in der zweiten Richtung zurück in die Grundposition für den Benutzer passiv erfolgt, da diese durch den Elektromotor erfolgt.

Alternativ kann die Bewegung zurück in die Grundposition jedoch auch aktiv durch eine Bewegung des Benutzers oder für den Benutzer passiv durch ein Federelement, welches durch die Bewegung in die erste Richtung gespannt wird, erfolgen. Zusätzlich oder alternativ kann die Bewegung zurück in die Grundposition durch Gewichte, insbesondere durch die Gewichte eines bestehenden, gewöhnlichen Krafttrainingsgeräts, erfolgen. Beispielsweise könnte die Gewichtskraft der Gewichte die Bewegung des Kraftübertragungselements in die Grundposition bewirken.

Bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist die Steuerung dazu ausgebildet, für einen Bewegungsvorgang des Kraftübertragungselement eine

Durchschnittsgeschwindigkeit zu bestimmen, insbesondere zu berechnen. Vorzugsweise kann die Steuerung für jeden einzelnen Bewegungsvorgang des Kraftübertragungselements eine jeweils entsprechende Durchschnittsgeschwindigkeit bestimmen, insbesondere berechnen. Die Steuerung kann dazu ausgebildet sein, die Durchschnittsgeschwindigkeiten mehrere Bewegungsvorgänge miteinander zu vergleichen. Beispielsweise ist es denkbar, dass durch die Steuerung eine Abweichung, insbesondere ein Differenzwert, zwischen mehreren Durchschnittsgeschwindigkeiten ermittelt werden kann und/oder ein Mittelwert aus mehreren Durchschnittsgeschwindigkeiten bestimmt werden kann.

Vorzugsweise ist die Steuerung derart ausgestaltet, dass diese bei einer ersten Bewegung des Kraftübertragungselements innerhalb einer Trainingseinheit in die erste Richtung anhand der gemessenen Bewegungsgeschwindigkeit sowie der Dauer der Bewegung eine Durchschnittsgeschwindigkeit des Kraftübertragungselements berechnet, wobei die Steuerung ferner derart ausgestaltet ist, dass diese bei jeder weiteren Bewegung des Kraftübertragungselements in die erste Richtung bei einer Abweichung der gemessenen Bewegungsgeschwindigkeit von der Durchschnittsgeschwindigkeit um mehr als einen vorbestimmten Differenzwert den Widerstandswert der elektronischen Last proportional zur Abweichung verändert.

Bei dieser Ausführungsform wird demnach der vordefinierte Bereich durch die Durchschnittsgeschwindigkeit bei der ersten Bewegung des Kraftübertragungselements in die erste Richtung innerhalb einer Trainingseinheit sowie dem vorbestimmten Differenzwert bestimmt.

Eine Trainingseinheit umfasst vorzugsweise eine Vielzahl an Zügen, das heisst Wiederholungen einer Bewegung eines oder mehrerer Körperteile, beispielsweise der Beine oder Arme, wobei die Bewegung zum Trainieren einer oder mehrere Muskelgruppen geeignet ist. Typischerweise besteht eine Trainingseinheit aus 5 bis 50 Zügen, insbesondere aus 10 bis 20 Zügen. In einem Zug wird das Kraftübertragungselement durch den Benutzer mittels Muskelkraft zunächst in der ersten Richtung aus der Grundposition hinaus um die erste Distanz entgegen der Kraft, die durch den elektrischen Generator erzeugt wird und anschliessend wieder zur Grundposition zurück bewegt.

Vorzugsweise lässt sich der vorbestimmte Differenzwert über die Steuerung durch den Benutzer des Trainingsgeräts verändern, beispielsweise durch Eingabemittel der Steuerung.

Das Kraftübertragungselement ist vorzugsweise mindestens ein Seil, eine Kette oder ein Riemen, insbesondere ein Keilriemen. Sofern das Kraftübertragungselement ein Seil ist, kann es sich um ein Drahtseil oder ein Seil aus Kunst- oder Naturfasern handeln. Insbesondere bevorzugt wird als Seil ein Drahtseil eingesetzt, welches über einen Mantel aus einem Polymer verfügt. Davon unabhängig kann das Kraftübertragungselement auch ein Kraftübertragungselement eines bestehenden, gewöhnlichen Krafttrainingsgerätes sein.

Der Elektromotor ist vorzugsweise ein Aussenläufermotor, dessen Rotor eine Rolle bildet, wobei das mindestens eine Seil, die mindestens eine Kette oder der mindestens eine Riemen zumindest um einen Teil des Umfangs der Rolle um diese gespannt ist, vorzugsweise jedoch mindestens einmal um deren Umfang gewickelt ist.

Vorzugswiese wird das mindestens eine Seil, die mindestens eine Kette oder der mindestens eine Riemen auf die Rolle aufgewickelt. Dadurch weist das Kraftübertragungselement kein freies Ende auf, welches im Trainingsgerät frei herumliegt oder -hängt. Dadurch kann das optische Aussehen des Trainingsgeräts verbessert sowie das Verletzungsrisiko durch Verheddern verringert werden.

Bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann das Trainingsgerät durch die Bewegung des Kraftübertragungselements elektrischen Strom erzeugen. Insbesondere durch den Generator kann bei einer Bewegung des Kraftübertragungselements Strom erzeugt werden.

Das Trainingsgerät kann dazu ausgebildet sein, elektrischen Strom, insbesondere den durch die Bewegung des Kraftübertragungselements erzeugten Strom, zu speichern und/oder zum Eigenbetrieb zu nutzen. Hierfür kann das Trainingsgerät beispielsweise einen Stromspeicher, vorzugsweise einen Akku, aufweisen. Die Erzeugung von Strom durch die Bewegung des Kraftübertragungselements bewirkt vorteilhafterweise, dass der externe Energieverbrauch des Trainingsgerätes - also insbesondere der Verbrauch von Strom, der dem Trainingsgerät von außen zugeführt werden muss - reduziert werden kann. Dies hat den Vorteil, dass das T rainingsgerät besonders kostengünstig und energiesparend betrieben werden kann.

Vorzugsweise weist die elektronische Last einen DC-DC-Wandler sowie mindestens einen hochkapazitativen Kondensator auf, um die Spannung des mittels des Generators erzeugten Stroms umzuwandeln und zu glätten, so dass insbesondere der erzeugte elektrische Strom in einem Akkumulator gespeichert oder zum Betreiben eines Geräts genutzt werden kann.

Bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist das Trainingsgerät dazu ausgebildet Strom, insbesondere den durch die Bewegung des Kraftübertragungselements erzeugten Strom, in ein Stromnetz einzuspeisen.

Die elektronische Last weist vorzugsweise einen Wechselrichter auf, um den mittels des Generators erzeugte Strom in ein Stromnetz zu speisen.

Die vorliegende Anmeldung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zur Kontrolle eines Widerstandes eines Trainingsgeräts beim isokinetischen Krafttraining, wobei in einem ersten Schritt die Bewegungsgeschwindigkeit sowie die Bewegungsrichtung eines Kraftübertragungselements des Trainingsgeräts, welches mit einem elektrischen Generator in Wirkverbindung steht, mit mindestens einem Sensor gemessen wird, wobei der elektrische Generator der Bewegung des Kraftübertragungselements eine Kraft entgegensetzt. In einem weiteren Schritt wird der Widerstandswert einer elektronischen Last, die mit dem elektrischen Generator in Verbindung steht, durch eine Steuerung verändert, sofern die durch den mindestens einen Sensor gemessene

Bewegungsgeschwindigkeit des Kraftübertragungselements ausserhalb eines vordefinierten Bereichs liegt.

Das Verfahren wird insbesondere bevorzugt mit einem Trainingsgerät gemäss vorstehender Beschreibung durchgeführt.

Vorzugsweise wird bei einer ersten Bewegung des Kraftübertragungselements innerhalb einer Trainingseinheit in eine erste Richtung anhand der gemessenen

Bewegungsgeschwindigkeit sowie der Dauer der Bewegung eine Durchschnittsgeschwindigkeit des Kraftübertragungselements durch die Steuerung berechnet, wobei bei jeder weiteren Bewegung des Kraftübertragungselements in die erste Richtung bei einer Abweichung der gemessenen Bewegungsgeschwindigkeit von der Durchschnittsgeschwindigkeit um mehr als einen vorbestimmten Differenzwert der Widerstandswert der elektronischen Last durch die Steuerung proportional zur Abweichung verändert wird. Die eingangs genannte Aufgabe wird auch durch die Merkmale einer im Folgenden beschriebenen Vorrichtung für isokinetisches Krafttraining gelöst. Die Vorrichtung kann die Aufgabe allein oder in Kombination mit einem oder mehreren der oben beschriebenen Merkmale lösen. Die im Folgenden beschriebene Vorrichtung kann mit den oben beschriebenen Merkmalen des Trainingsgerätes beliebig kombiniert werden, soweit dies technisch sinnvoll und geeignet ist. Davon unabhängig kann das oben beschriebene Trainingsgerät mit den Merkmalen der im Folgenden beschriebenen Vorrichtung beliebig kombiniert werden, soweit dies technisch sinnvoll und geeignet ist. Die Vorrichtung weist eine mittels eines Elektromotors der Vorrichtung antreibbare Rolle auf, die mit einem Kraftübertragungselement eines Krafttrainingsgeräts Zusammenwirken kann, so dass eine Kraft zwischen der Rolle und dem Kraftübertragungselement übertragen wird. Die Vorrichtung verfügt über mindestens einen Sensor, mit welchem die Drehgeschwindigkeit der Rolle gemessen werden kann, sowie über eine Steuerung. Die Steuerung ist derart ausgestaltet, dass diese bei einem ersten Zug einer Trainingseinheit, bei welchem ein Benutzer durch Muskelkraft das Kraftübertragungselement entgegen einem Widerstand von einer Grundposition um eine Distanz in eine erste Richtung und anschliessend in einer der ersten Richtung entgegengesetzte, zweite Richtung wieder in die Grundposition zurück bewegt, die durchschnittliche Drehgeschwindigkeit der Rolle bei der Bewegung des Kraftübertragungselements in der ersten Richtung berechnet. Die Steuerung ist weiter derart ausgestaltet, dass diese für jeden weiteren Zug in der Trainingseinheit die Drehgeschwindigkeit der Rolle bei der Bewegung des Kraftübertragungselements in die erste Richtung misst und sofern die gemessene Drehgeschwindigkeit der Rolle im Vergleich zu durchschnittlichen Drehgeschwindigkeit der Rolle beim ersten Zug langsamer als ein bestimmter Schwellenwert ist den Motor einschaltet und ansteuert, so dass dieser die Rolle zur Übertragung einer vordefinierten Kraft auf das Kraftübertragungselement antreibt, um den Benutzer bei der Bewegung des Kraftübertragungselements in die erste Richtung zu unterstützen.

Die Vorrichtung umfasst eine sehr geringe Anzahl an Komponenten und kann daher sehr kompakt ausgestaltet werden, womit diese einfach und platzsparend an einem Krafttrainingsgerät angeordnet werden kann. Durch diese Ausgestaltung der Vorrichtung lässt sich auch ein bestehendes Krafttrainingsgerät nur mit geringem Aufwand für das isokinetische Krafttraining nachrüsten.

Der Elektromotor ist vorzugsweise ein kompakter Elektromotor mit geringen Dimensionen. Der Elektromotor ist vorzugsweise ein Gleichstrommotor oder alternativ ein Drehstrommotor. Die Rolle kann über ein Getriebe durch den Elektromotor angetrieben werden, bevorzugt wird die Rolle jedoch direkt durch den Elektromotor angetrieben, das heisst, dass die Rolle direkt mit über eine Achse mit dem Rotor des Elektromotors verbunden ist.

Das Kraftübertragungselement ist vorzugsweise flexibel. Vorzugsweise ist das Kraftübertragungsmittel ein Seil, ein Riemen oder eine Kette. Sofern das Kraftübertragungselement ein Seil ist, kann es sich um ein Drahtseil oder ein Seil aus Kunst oder Naturfasern handeln. Insbesondere bevorzugt wird als Seil ein Drahtseil eingesetzt, welches über einen Mantel aus einem Polymer verfügt. Sofern das Kraftübertragungsmittel ein Riemen ist, handelt es sich vorzugsweise um einen Keilriemen.

Die Rolle weist entsprechende Mittel auf, um Kraft auf das Kraftübertragungselement übertragen zu können. Das heisst, dass je nach Art des eingesetzten Kraftübertragungselements die Rolle entsprechend ausgestaltet ist, um eine optimale und möglichst verlustfreie Kraftübertragung auf das Kraftübertragungselement zu ermöglichen. Die Rolle kann beispielsweise über eine Beschichtung verfügen, um die Haftreibung zwischen der Rolle und dem Kraftübertragungsmittel zu erhöhen. Ferner kann die Rolle beispielsweise auch über Formschlussmittel verfügen, die in entsprechende komplementäre Formschlussstrukturen des Kraftübertragungselements eingreifen, beispielsweise Zähne die in Glieder einer Kette oder Keile eines Keilriemens eingreifen. Die Rolle verfügt vorzugsweise über eine umlaufende Führungsnut, in welcher das Kraftübertragungselement über oder um die Rolle geführt wird. Vorzugsweise wird das Kraftübertragungselement über die Rolle umgelenkt, das heisst, dass das Kraftübertragungselement zumindest über einen Teil des Umfangs der Rolle mit dieser zusammenwirkt. Ferner kann das Kraftübertragungselement auch über 360° oder mehr des Umfangs der Rolle um diese gewickelt sein, um die Kraftübertragung zwischen der Rolle und dem Kraftübertragungselement zu erhöhen. Insbesondere bevorzugt kann die Rolle der Vorrichtung als Umlenkrolle des Krafttrainingsgeräts eingesetzt werden beziehungsweise eine Umlenkrolle eines bestehenden Krafttrainingsgeräts ersetzen.

Um die von der Rolle auf das Kraftübertragungselement übertragene Kraft weiter zu erhöhen kann das Kraftübertragungselement, insbesondere wenn es sich dabei um ein Seil handelt, zwischen der Rolle und einem weiteren Umlenkelement des Krafttrainingsgeräts im Sinne eines Flaschenzugs mehrfach gewickelt sein.

Das Krafttrainingsgerät kann zum Trainieren einer bestimmten Muskelgruppe oder auch für mehrere Muskelgruppen ausgestaltet sein. Hierzu verfügt das Krafttrainingsgerät vorzugsweise über mindestens ein Betätigungselement, welches durch einen Benutzer ergriffen oder mittels eines Körperteils gestossen oder gezogen werden kann. Das mindestens eine Betätigungselement ist mit dem Kraftübertragungselement verbunden, so dass der Benutzer des Krafttrainingsgeräts durch Bewegung des Betätigungselements das Kraftübertragungselement bewegen kann. Das Betätigungselement ist vorzugsweise direkt mit dem Kraftübertragungselement verbunden. Alternativ kann das Betätigungselement jedoch auch indirekt über ein weiteres Element, wie zum Beispiel einem Verbindungsseil verbunden sein.

Der mindestens eine Sensor kann ein optischer, elektrischer oder magnetischer Sensor sein. Mit dem mindestens einen Sensor wird die Drehgeschwindigkeit der Rolle gemessen. Da die Rolle in kraftübertragender Weise mit dem Kraftübertragungselement zusammenwirkt, kann somit über die Drehgeschwindigkeit der Rolle indirekt die Bewegungsgeschwindigkeit des Kraftübertragungselements gemessen werden.

Die Steuerung verfügt vorzugsweise über Eingabemittel, zum Beispiel Tasten oder ein Touch- Screen, mit denen sich der Schwellenwert sowie die vordefinierte Kraft verändern lassen. Die Steuerung ist vorzugsweise über ein Kabel mit dem Elektromotor verbunden. Dadurch kann die Steuerung in einem Abstand zum Elektromotor angeordnet werden. Dies erlaubt die Platzierung der Steuerung an einer für den Benutzer des Krafttrainingsgeräts vorteilhaften Stelle. Zudem können Rolle und Motor unabhängig von der Steuerung an einer geeigneten Stelle des Krafttrainingsgeräts angeordnet werden. Die Steuerung verfügt vorzugsweise über einen Mikroprozessor sowie einem nicht-flüchtigen Speicher. Die Steuerung ist vorzugsweise in einem Gehäuse angeordnet und verfügt über einen Anschluss für eine Stromversorgung.

Eine Trainingseinheit umfasst vorzugsweise eine Vielzahl an Zügen, das heisst Wiederholungen einer Bewegung eines oder mehrerer Körperteile, beispielsweise der Beine oder Arme, wobei die Bewegung zum Trainieren einer oder mehrere Muskelgruppen geeignet ist. Das Krafttrainingsgerät ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass die Bewegung des Benutzers durch entsprechende Mittel geführt wird, so dass ein besonders effizientes Trainieren ohne die Gefahr von physiologischen Schäden durch eine falsche Ausführung der Bewegung ermöglicht wird. Typischerweise besteht eine Trainingseinheit aus 5 bis 50 Zügen, insbesondere aus 10 bis 20 Zügen. In einem Zug wird das Kraftübertragungselement durch den Benutzer mittels Muskelkraft zunächst in einer ersten Richtung aus einer Grundposition hinaus um eine Distanz entgegen einem Widerstand und anschliessend wieder zur Grundposition zurückbewegt.

Der Widerstand wird durch entsprechende Mittel des Krafttrainingsgeräts erzeugt. Vorzugsweise wird der Widerstand durch einen Stapel an Gewichtsplatten erzeugt, welche entgegen der Schwerkraft angehoben werden, wenn das Kraftübertragungselement in die erste Richtung bewegt wird. Alternativ kann der Widerstand jedoch auch durch einen Elektromotor, eine Magnetbremse, eine Induktionsbremse, hydraulische Zylinder oder ein Wasser- oder Luftwiderstandssystem erzeugt werden.

Die durchschnittliche Drehgeschwindigkeit der Rolle im ersten Zug der Trainingseinheit wird zwischen dem Beginn der Drehung der Rolle bis zur Umkehr der Drehrichtung bestimmt. Nach einem erneuten Wechsel der Drehrichtung der Rolle beginnt der nächste Zug in der Trainingseinheit. Dementsprechend wird die Drehgeschwindigkeit erneut bis zum nächsten Wechsel der Drehrichtung gemessen. Dieses intermittierende Messen der Drehgeschwindigkeit setzt sich während der gesamten Trainingseinheit fort, das heisst für jeden Zug der Trainingseinheit. Entsprechend ist der mindestens eine Sensor in der Lage, nebst der Drehgeschwindigkeit der Rolle auch deren Drehrichtung zu messen. Alternativ kann die Vorrichtung jeweils auch über mindestens einen Sensorvon zwei unterschiedlichen Sensortypen verfügen, wobei ein Sensortyp die Drehgeschwindigkeit und ein zweiter Sensortyp die Drehrichtung der Rolle messen kann.

Der vorbestimmte Schwellenwert ist vorzugsweise in der Steuerung gespeichert. Vorzugsweise beträgt der vorbestimmte Schwellenwert mindestens 10% der durchschnittlichen Drehgeschwindigkeit der Rolle des ersten Zuges. Das heisst, dass der Elektromotor durch die Steuerung eingeschaltet wird, sofern die Drehgeschwindigkeit der Rolle bei einem nachfolgenden Zug um mehr als 10% langsamer ist als die durchschnittliche Drehgeschwindigkeit der Rolle im ersten Zug.

Die vordefinierte Kraft ist vorzugsweise proportional zum Unterschied zwischen der Drehgeschwindigkeit der Rolle und der durchschnittlichen Drehgeschwindigkeit der Rolle im ersten Zug.

Vorzugsweise sind der vorbestimmte Schwellenwert sowie die vordefinierte Kraft in der Steuerung hinterlegt. Weiter bevorzugt lassen sich der vorbestimmte Schwellenwert und/oder die vordefinierte Kraft durch einen Benutzer der Vorrichtung verändern, insbesondere über entsprechende Eingabemittel der Steuerung.

Die Steuerung verfügt vorzugsweise über ein Modul zur drahtlosen Kommunikation, insbesondere ein Bluetooth®-, NFC- oder Wifi-Modul nach dem IEEE 802.1 1 Standard. Dies erlaubt der Steuerung das Auslesen von benutzerspezifischen Daten, insbesondere den vorbestimmten Schwellenwert und/oder die vordefinierte Kraft betreffende Daten aus einem mobilen Gerät des Benutzers, beispielsweise aus einem Mobiltelefon oder Fitnessarmband, oder aus einem Chip, der beispielsweise auf einer Karte oder in einem Schlüsselanhänger angeordnet ist.

Vorzugsweise ist der Elektromotor ein Aussenläufermotor, wobei dessen Rotor als Rolle ausgestaltet ist. Das heisst, dass der Elektromotor selbst die Funktion der Rolle übernimmt und somit kein Getriebe sowie kein Übertragungselement zwischen dem Elektromotor und der Rolle nötig ist. Zudem lässt sich die Vorrichtung in dieser Ausführung sehr kompakt ausgestalten, wobei der Fertigungs- und Wartungsaufwand aufgrund der geringen Anzahl an beweglichen Teilen gering gehalten werden kann. Bevorzugt ist der Elektromotor ein bürstenloser Gleichstrommotor mit sensorgesteuerter Kommutierung mittels Hall-Sensoren, wobei die Hallsensoren des Elektromotors zugleich als Sensoren zur Messung der Drehgeschwindigkeit der Rolle eingesetzt werden. Dadurch lässt sich die Anzahl der Teile der Vorrichtung weiter reduzieren. Der Vorteil der Hallsensoren ist zudem, dass diese sowohl zur Messung der Drehgeschwindigkeit wie auch der Drehrichtung geeignet sind.

Sofern ein Getriebe zwischen der Rolle und dem Elektromotor angeordnet ist, so muss die Übersetzung des Getriebes bei der Bestimmung der Drehgeschwindigkeit der Rolle einbezogen werden, da durch die Hallsensoren des Elektromotors die Drehgeschwindigkeit der Rolle nur indirekt gemessen werden kann.

Insbesondere bevorzugt wird ein bürstenloser Gleichstrommotor mit sensorgesteuerter Kommutierung mittels Hall-Sensoren in der Form eines Aussenläufers eingesetzt, wobei der Rotor als Rolle ausgestaltet ist. Dies ermöglicht eine sehr kompakte Ausführung der Vorrichtung, welche insbesondere als Umlenkrolle bei einem Krafttrainingsgerät eingesetzt werden kann. Diese Ausführungsform der Vorrichtung lässt sich auch sehr leicht zum Nachrüsten eines bestehenden Krafttrainingsgeräts verwenden, da eine Umlenkrolle des Krafttrainingsgeräts durch den Elektromotor ausgetauscht werden kann. Das Anbringen und allfällige Kalibrieren von Sensoren entfällt dabei, da die Sensoren ja bereits innerhalb des Elektromotors angeordnet sind.

Vorzugsweise ist die Steuerung weiter derart ausgestaltet, dass diese beim ersten Zug der Trainingseinheit anhand der Dauer der Bewegung des Kraftübertragungselements in die erste Richtung sowie der durchschnittlichen Drehgeschwindigkeit der Rolle die Distanz berechnet und für jeden weiteren Zug die zurückgelegte Strecke des Kraftübertragungselements anhand der jeweiligen Dauer von dessen Bewegung in die erste Richtung sowie der gemessenen Drehgeschwindigkeit berechnet und bei eingeschaltetem Motor diesen abschaltet, sobald das Kraftübertragungselement eine Strecke zurückgelegt hat, welche der Distanz des ersten Zuges, vorzugsweise abzüglich eines vorbestimmten Sicherheitsabstandes, entspricht. Dadurch wird sichergestellt, dass die Unterstützung durch den Elektromotor ausgeschaltet wird, sobald das Kraftübertragungselement bei der Bewegung in die erste Richtung eine Strecke zurückgelegt hat, die der zurückgelegten Distanz beim ersten Zug entspricht.

Der Sicherheitsabstand ist vorzugsweise in der Steuerung gespeichert und beträgt insbesondere zwischen 5 und 20 mm, vorzugsweise 10 mm. Vorzugsweise lässt sich der Sicherheitsabstand durch einen Benutzer verändern, insbesondere über Eingabemittel der Steuerung.

Die Steuerung verfügt vorzugsweise über eine Anzeigeeinheit, mit welcher dem Benutzer graphische Darstellungen zum Verlauf der Drehgeschwindigkeit der Rolle für jeden Zug sowie allenfalls die berechnete zurückgelegte Strecke des Kraftübertragungselements oder Daten zur Motorunterstützung angezeigt werden.

Vorzugsweise verfügt die Rolle über eine beidseitig überstehende Achse, mit welcher sich die Rolle mit einem Krafttrainingsgerät verbinden lässt, insbesondere anstelle einer Umlenkrolle des Krafttrainingsgeräts.

Dies vereinfacht die Integration der Vorrichtung in ein Krafttrainingsgerät beziehungsweise den Austausch einer Rolle eines Krafttrainingsgeräts mit der erfindungsgemässen Vorrichtung. Die überstehende Achse kann an deren Enden über Gewinde verfügen, mit denen eine Mutter oder ähnlich aufgeschraubt werden kann, um die Achse an einer Halterung oder ähnlich befestigen zu können.

Um die Vorrichtung möglichst mit vielen bestehenden Krafttrainingsgeräten kompatibel zu machen, verfügt die beidseitig überstehende Achse vorzugsweise über Hülsen, welche über die Enden der Achse geschoben werden können, um diese in Öffnungen mit unterschiedlichen Durchmessern anordnen zu können.

Vorzugsweise weist die Rolle einen Durchmesser von 60 bis 120 mm, vorzugsweise von 70 bis 100 mm auf. Mit einer Rolle mit einem Durchmesser in diesem Bereich lässt sich die Vorrichtung in den meisten Krafttrainingsgeräten einsetzen. Die vorliegende Anmeldung betrifft ferner ein Krafttrainingsgerät mit mindestens einem durch einen Benutzer bewegbaren Betätigungselement sowie mit Mitteln zum Generieren eines Widerstandes, wobei zwischen dem mindestens einen Betätigungselement sowie den Mitteln zum Generieren des Widerstandes ein Kraftübertragungselement angeordnet ist. Das Krafttrainingsgerät weist ferner eine Vorrichtung gemäss vorstehender Beschreibung auf, wobei dessen Rolle mit dem Kraftübertragungselement zusammenwirkt.

Die vorliegende Anmeldung betrifft ferner auch ein Verfahren zur Unterstützung eines Benutzers eines Krafttrainingsgeräts beim isokinetischen Krafttraining, bei welchem während einer Trainingseinheit ein Benutzer eines Krafttrainingsgeräts mehrere Züge tätigt, wobei bei jedem Zug ein Kraftübertragungselement des Krafttrainingsgeräts durch die Muskelkraft des Benutzers zuerst entgegen einem Widerstand von einer Grundposition in eine erste Richtung und anschliessend in einer der ersten Richtung entgegengesetzte, zweite Richtung wieder in die Grundposition zurück bewegt. Bei einem ersten Schritt des Verfahrens wird bei einem ersten Zug der Trainingseinheit die Durchschnittsgeschwindigkeit des Kraftübertragungselements in die erste Richtung berechnet. Bei weiteren Schritten des Verfahrens wird bei jedem weiteren Zug der Trainingseinheit die Geschwindigkeit des Kraftübertragungselements bei der Bewegung in die erste Richtung bestimmt. Sofern die bestimmte Geschwindigkeit um einen vorbestimmten Schwellenwert kleiner ist als die Durchschnittsgeschwindigkeit des ersten Zuges wird mittels eines Elektromotors eine den Benutzer beim Bewegen des Kraftübertragungselements in die erste Richtung unterstützende, vordefinierte Kraft auf das Kraftübertragungselement übertragen.

Vorzugsweise wird beim ersten Zug der Trainingseinheit anhand der Dauer der Bewegung des Kraftübertragungselements in die erste Richtung sowie der bestimmten Durchschnittsgeschwindigkeit des Kraftübertragungselements eine Distanz berechnet. Für jeden weiteren Zug wird die durch das Kraftübertragungselement zurückgelegte Strecke in die erste Richtung anhand der Dauer der Bewegung in die erste Richtung sowie der bestimmten Geschwindigkeit des Kraftübertragungselements berechnet. Die Übertragung der vordefinierten Kraft auf das Kraftübertragungselement durch den Elektromotor dauert nur so lange an, bis die zurückgelegte Strecke des Kraftübertragungselements in die erste Richtung der Distanz des ersten Zuges, vorzugsweise unter Abzug eines Sicherheitsabstandes, entspricht.

Vorzugsweise entspricht der vorbestimmte Schwellenwert mindestens 10% der Durchschnittsgeschwindigkeit des ersten Zuges. Die den Benutzer beim Anheben des Gewichts unterstützende, vordefinierte Kraft ist vorzugsweise proportional zum Unterschied der gemessenen Geschwindigkeit zur Durchschnittsgeschwindigkeit des ersten Zuges.

Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche ergeben sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen der Erfindung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels verwendeten Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform eines Trainingsgeräts;

Fig. 2 ein schematischer Ablauf einer bevorzugten Ausführungsform eines

Verfahrens;

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung; Fig. 4 eine beispielhafte Ausführungsform eines Krafttrainingsgeräts mit einer Vorrichtung; und

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Verfahrens.

Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Wege zur Ausführung der Erfindung

Die Fig. 1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemässen Trainingsgeräts 1. Das Trainingsgerät 1 umfasst ein Kraftübertragungselement 2, welches bei der gezeigten Ausführungsform als Seil ausgeführt ist. An einem Ende weist das Kraftübertragungselement 2 eine Griffstange 3, welche durch einen Benutzer des Trainingsgeräts 1 ergriffen werden kann, auf. Über die Griffstange 3 kann der Benutzer das Kraftübertragungselement 2 in einer linearen Hin- und Her-Bewegung bewegen um zu trainieren, wobei das Kraftübertragungselement 2 bei der gezeigten Ausführungsform über eine Umlenkrolle 4 geführt ist. Das Kraftübertragungselement 2 steht mit einem elektrischen Generator 5 in Wirkverbindung. Der elektrische Generator 5 ist in einem Gehäuse 7 angeordnet, wobei das Gehäuse 7 über eine Öffnung verfügt, durch welche das Kraftübertragungselement 2 geführt ist. Bei der gezeigten Ausführungsform des Trainingsgeräts 1 ist der elektrische Generator 5 als Elektromotor ausgebildet, dessen Rotor 6 als Aussenläufer konfiguriert ist. Das als Seil ausgestaltete Kraftübertragungselement 2 ist auf dem Rotor 6 des elektrischen Generators 5 aufgewickelt. Das Trainingsgerät 1 umfasst ferner eine Steuerung 8, einen Sensor 10, mit welchem die Bewegungsgeschwindigkeit sowie die Bewegungsrichtung des Kraftübertragungselements 2 gemessen werden kann, sowie eine elektronische Last 9. Der Sensor 10 und die elektronische Last 9 sind mit der Steuerung 8 verbunden. Die elektronische Last 9 ist ferner mit dem elektrischen Generator 5 verbunden. Mit der elektronischen Last 9 wird ein veränderlicher Widerstandswert für den durch die Bewegung des Kraftübertragungselements 2 durch den elektrischen Generator 5 erzeugten Strom generiert. Dieser Widerstand setzt der Drehung des Rotors 6 des elektrischen Generators 5 eine Kraft entgegen. Dadurch wird auch der Bewegung des mit dem Rotor 6 in Wirkverbindung stehenden Kraftübertragungselements 2 ein Widerstand entgegengesetzt. Durch diesen Widerstand wird letztendlich der Trainingseffekt für einen das Trainingsgerät 1 benutzenden Benutzer erzielt. Die Steuerung 8 ist derart ausgestaltet, dass diese den Widerstandswert der elektronischen Last 9 derart verändert, dass die Bewegungsgeschwindigkeit des Kraftübertragungselements 2 stets innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Falls die Bewegungsgeschwindigkeit des Kraftübertragungselements 2 zu gering ist, verringert die Steuerung 8 den Widerstandswert der elektronischen Last 9. Dementsprechend erhöht die Steuerung 8 den Widerstandswert der elektronischen Last 9, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit des Kraftübertragungselements 2 zu hoch ist. Das heisst die Kraft, die der Bewegung des Kraftübertragungselements 2 entgegengesetzt wird, wird derart variiert, dass sich das Kraftübertragungselement stets mit einer Geschwindigkeit bewegt, welche innerhalb des vordefinierten Bereichs liegt.

In der gezeigten Ausführungsform verfügt das Trainingsgerät 1 vorzugsweise über ein Grundelement 1 1 in der Form einer Platte, welche mit entsprechenden Befestigungsmitteln, wie z.B. Schrauben oder Bolzen beispielsweise an einer Wand oder Mauer befestigt werden kann.

Die Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens 30 für ein Trainingsgerät 1, beispielsweise gemäss Fig. 1. Nach dem Einschalten des Trainingsgeräts 1 bzw. der Steuerung 8 durch einen Benutzer des Trainingsgeräts 1 überwacht die Steuerung 8 in einem Initialschritt 31 mittels des mindestens einen Sensors 10, ob das Kraftübertragungselement 2 in Bewegung versetzt wird. Dies ist dann der Fall, wenn der Benutzer mit einer Trainingseinheit beginnt, bei welcher dieser über die Griffstange 3 das Kraftübertragungselement 2 aus einer Grundposition hinaus entgegen dem Widerstand des elektrischen Generators 5 zunächst in eine erste Richtung über eine erste Distanz und anschliessend wieder in die Grundposition zurückbewegt. Während dieses ersten Zuges 40 der Trainingseinheit wird in einem ersten Schritt 32 während der Bewegung des Kraftübertragungselements 2 in die erste Richtung mittels des Sensors 10 die Bewegungsgeschwindigkeit des Kraftübertragungselements 2 sowie die Bewegungsdauer in die erste Richtung gemessen und daraus durch die Steuerung 8 eine Durchschnittsgeschwindigkeit des Kraftübertragungselements berechnet. Anhand der durchschnittlichen Bewegungsgeschwindigkeit sowie der Dauer der Bewegung in die erste Richtung kann die Distanz, um welche das Kraftübertragungselement 2 bewegt wurde, bestimmt werden. Das Ende der ersten Bewegung in die erste Richtung wird durch eine Umkehrung der Bewegungsgeschwindigkeit detektiert. Nach diesem ersten Zug 40 umfasst die Trainingseinheit weitere Züge 50, bei welchen dieselben Bewegungen durch den Benutzer durchgeführt werden. Das heisst, dass bei jedem weiteren Zug 50 in der T rainingseinheit das Kraftübertragungselement 2 durch den Benutzer entgegen dem Widerstand des elektrischen Generators 5 aus der Grundposition zunächst in der ersten Richtung und dann in die zweite Richtung wieder zurück in die Grundposition bewegt wird.

Nachdem durch den mindestens einen Sensor 10 eine erneute Umkehrung der Bewegungsrichtung des Kraftübertragungselements 2 in einem ersten Detektionsschritt 33 detektiert wird, wird anschliessend in einem zweiten Schritt 34 des Verfahrens 30 die Bewegungsgeschwindigkeit des Kraftübertragungselements 2 in die erste Richtung sowie die Dauer der Bewegung bestimmt. Die Steuerung 8 vergleicht in einem Vergleichsschritt 35 die bestimmte Bewegungsgeschwindigkeit im weiteren Zug 50 mit der durchschnittlichen Bewegungsgeschwindigkeit im ersten Zug 40. Sofern die bestimmte Bewegungsgeschwindigkeit um einen vorbestimmten Differenzwert kleiner ist als die durchschnittliche Bewegungsgeschwindigkeit des Kraftübertragungselements 2 des ersten Zuges 40 verringert die Steuerung 8 den Widerstandswert der elektronischen Last. Wenn die bestimmte Bewegungsgeschwindigkeit des weiteren Zuges 50 um einen vorbestimmten Differenzwert grösser ist als die durchschnittliche Bewegungsgeschwindigkeit des ersten Zuges 40, so erhöht die Steuerung 8 den Widerstandswert der elektronischen Last 9.

In einem zweiten Detektionsschritt 36 wird die Umkehr der Bewegungsrichtung des Kraftübertragungselements 2 durch den mindestens einen Sensor 10 gemessen. Nach einer zweimaligen Umkehr der Drehrichtung fängt ein neuer nächster Zug 50 der Trainingseinheit an. Sofern nur eine Umkehr der Bewegungsrichtung erfolgt, so ist die Trainingseinheit und somit das Verfahren am Ende 37 angelangt.

Vorzugsweise werden dem Benutzer des Trainingsgeräts 1 während der Trainingseinheit auf einer Anzeigeeinheit Daten zur ermittelten durchschnittlichen Bewegungsgeschwindigkeit des ersten Zuges 40 sowie der ermittelten Bewegungsgeschwindigkeit der weiteren Züge 50 angezeigt. Die Fig. 3 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung 101. Die Vorrichtung 101 weist eine Rolle 102 auf, um welche ein Kraftübertragungselement 103 eines Krafttrainingsgeräts umgelenkt wird. Das Kraftübertragungselement 103 ist bei der gezeigten Ausführungsform ein Seil. Die Vorrichtung 101 weist einen Elektromotor 104 auf, der bei der gezeigten Ausführungsform als Aussenläufermotor ausgestaltet ist. Demnach weist der Elektromotor 104 einen Stator 105 mit aussenliegendem Rotor 106 auf. Auf dem Rotor 106 ist die Rolle 102 angeordnet. Der Elektromotor 104 weist eine beidseitig überstehende Achse 109 auf, mit welcher der Elektromotor 104 mit der Rolle 102 an einer Aufhängung 1 10 des Krafttrainingsgeräts befestigt werden kann. Die Vorrichtung 101 umfasst ferner eine Steuerung 107, welche über ein Kabel 108 mit dem Elektromotor 104 verbunden ist, sowie einen Sensor 1 1 1, mit welchem sich die Drehgeschwindigkeit sowie die Drehrichtung der Rolle 102 bestimmen lassen.

Die Fig. 4 zeigt beispielhaft eine Ausführungsform eines Krafttrainingsgeräts 120 mit einer Vorrichtung 101 gemäss der Fig. 3. Das Krafttrainingsgerät 120 weist insgesamt drei Betätigungselemente 121.1 - 121.3 auf, mit denen ein Benutzer des Krafttrainingsgeräts 120 unterschiedliche Bewegungen ausführen kann, um jeweils spezifische, unterschiedliche Muskelgruppen zu trainieren. Das Krafttrainingsgerät 120 weist ein Kraftübertragungselement 103 auf, welches zwischen den Betätigungselementen 121.1 - 121.3 und einem Gewichtsstapel 122 angeordnet ist, sowie eine Sitzfläche 124 für einen Benutzer. Durch Ziehen bzw. Drücken der Betätigungselemente 121.1 - 121.3 durch den Benutzer des Krafttrainingsgeräts 120 kann das Kraftübertragungselement 103 in eine erste Richtung bewegt werden, wobei der Gewichtsstapel 122 aus ihrer in Fig. 4 gezeigten Grundposition entgegen der Schwerkraft angehoben wird, womit der Bewegung des Benutzers ein Widerstand entgegengesetzt wird. Anschliessend wird das Betätigungselement 103 in einer zweiten Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, wieder in die Grundposition bewegt. Die Bewegung des Kraftübertragungselements 103 durch das dritte Betätigungselement 121.3 erfolgt über ein Verbindungsseil 125. Sowohl das Kraftübertragungselement 103 sowie das Verbindungsseil 125 laufen über mehrere Umlenkrollen 123. Anstelle einer dieser Umlenkrollen 123 ist die Rolle 102 der Vorrichtung 101 angeordnet. Die Steuerung 107 der Vorrichtung 101 ist an einer Stange des Rahmens des Krafttrainingsgerätes 120 angebracht und über das Kabel 108 mit dem Motor 104 verbunden.

Die Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens 130 für ein Krafttrainingsgerät, beispielsweise gemäss Fig. 4. Nach dem Einschalten der Vorrichtung 1 durch einen Benutzer des Krafttrainingsgeräts überwacht die Steuerung 107 in einem Initialschritt 131 mittels des mindestens einen Sensors 1 1 1, ob die Rolle 102 in Drehung versetzt wird. Dies ist dann der Fall, wenn der Benutzer mit einer Trainingseinheit beginnt, bei welcher dieser über das Betätigungselement 121 das Kraftübertragungselement 103 aus einer Grundposition hinaus entgegen dem Widerstand zunächst in die erste Richtung über eine Distanz und anschliessend wieder in die Grundposition zurückbewegt. Während dieses ersten Zuges 140 der Trainingseinheit wird in einem ersten Schritt 132 während der Bewegung des Kraftübermittlungsmittels 103 in die erste Richtung, was eine Drehung der Rolle in dieselbe Richtung bewirkt, mittels des mindestens einen Sensors 1 1 1 die durchschnittliche Drehgeschwindigkeit der Rolle 102 sowie die Dauer der Drehbewegung in die erste Richtung bestimmt. Anhand der durchschnittlichen Drehgeschwindigkeit sowie der Dauer der Bewegung in die erste Richtung kann die Distanz, um welche das Kraftübertragungselement bewegt wurde, bestimmt werden.

Nach diesem ersten Zug 140 umfasst die Trainingseinheit weitere Züge 150, bei welcher dieselben Bewegungen durch den Benutzer durchgeführt werden. Das heisst, dass bei jedem weiteren Zug 150 in der Trainingseinheit das Kraftübertragungselement 103 durch den Benutzer mittels des Betätigungselements 121 entgegen dem Widerstand aus der Grundposition zunächst in der ersten Richtung und dann in die zweite Richtung wieder zurück in die Grundposition bewegt wird.

Nachdem durch den mindestens einen Sensor 1 1 1 eine erneute Umkehrung der Drehrichtung der Rolle 102 in einem ersten Detektionsschritt 133 detektiert wird, wird anschliessend in einem zweiten Schritt 134 des Verfahrens 130 die Drehgeschwindigkeit der Rolle 102 in die erste Richtung sowie die Dauer der Bewegung bestimmt. Die Steuerung 107 vergleicht die bestimmte Drehgeschwindigkeit der Rolle 102 im weiteren Zug 150 mit der durchschnittlichen Drehgeschwindigkeit der Rolle 102 im ersten Zug 140. Sofern die bestimmte Drehgeschwindigkeit um einen vorbestimmten Schwellenwert kleiner ist als die durchschnittliche Drehgeschwindigkeit des ersten Zuges 140 schaltet die Steuerung 107 bei einem Vergleichsschritt 135 den Elektromotor 104 an, um den Benutzer bei der Bewegung des Kraftübertragungselements 103 in die erste Richtung mit einer vorbestimmten Kraft zu unterstützen, wobei die vorbestimmte Kraft in einer Berechnung 136 durch die Steuerung 107 festgelegt wird. Die vorbestimmte Kraft ist insbesondere proportional zur Differenz der bestimmten Differenz der Drehgeschwindigkeit des folgenden Zuges 150 zur durchschnittlichen Drehgeschwindigkeit des ersten Zuges 140. Wenn die bestimmte Geschwindigkeit des weiteren Zuges 150 gleich ist wie die durchschnittliche Drehgeschwindigkeit des ersten Zuges 140 bzw. nicht kleiner ist als der vorbestimmte Schwellenwert, so wird der Elektromotor 104 entsprechend nicht durch die Steuerung 107 eingeschaltet.

In einem Streckenbestimmungsschritt 137 wird die im weiteren Zug 150 durch das Kraftübertragungselement 103 zurückgelegte Strecke bei der Bewegung in die erste Richtung anhand der ermittelten Drehgeschwindigkeit der Rolle 102 sowie der Dauer der Bewegung berechnet. Sobald die zurückgelegte Strecke der Distanz des ersten Zuges 140 abzüglich eines vorbestimmten Sicherheitsabstandes entspricht, wird die Unterstützung durch den Elektromotor 104 durch die Steuerung 107 ausgeschaltet. Dadurch wird sichergestellt, dass die Bewegung in die erste Richtung bei den weiteren Zügen 150 nicht über eine grössere Strecke als die Distanz des ersten Zuges 140 erfolgt.

In einem zweiten Detektionsschritt 133 wird die Umkehr der Drehrichtung durch den mindestens einen Sensor 1 1 1 gemessen. Nach einer zweimaligen Umkehr der Drehrichtung fängt ein neuer nächster Zug 150 der Trainingseinheit an. Falls nur noch eine Umkehr der Drehrichtung sowie die Drehung der Rolle 102 in die zweite Richtung detektiert wird, so ist das Ende 138 der Trainingseinheit erreicht.

Vorzugsweise werden dem Benutzer des Krafttrainingsgeräts 120 während der Trainingseinheit auf einer Anzeigeeinheit Daten zur ermittelten durchschnittlichen Geschwindigkeit des ersten Zuges 140 sowie der ermittelten Geschwindigkeit der weiteren Züge 150 sowie zu einer allfälligen Motorunterstützung bei der Bewegung des Kraftübertragungselements 103 in die erste Richtung angezeigt. Bezugszeichenliste