BRPI0901645A2 - sistema eletromecánico de seleção de pesos em torre de pesos de estação de musculação - Google Patents

Abstract

SISTEMA ELETROMECáNICO DE SELEçãO DE PESOS EM TORRE DE PESOS DE ESTAçãO DE MUSCULAçáO. Em que uma haste oca vertical (10), fixa ao cursor (6) que se fixa ao cabo de aço (8), que ergue as placas (4) de peso unitário, prolonga-se atravessando furos centrais dessas placas, atravessando a parede superior da base (3) da torre, a qual é oca, tendo essa haste (10) um eixo giratório ou parafuso (14) que move para cima e para baixo o seletor de peso, montado à haste (10) por rolamentos (15), e projetando-se abaixo desse rolamento onde possui na extremidade dentes (21) radiais que se encaixam entre saliências existentes em um rebaixo circular (25) de uma polia (24), a qual é montada em um rolamento (23) cujo eixo (22) é colinear à haste (10) e fixado à face inferior da base (3), tendo essa polia um canal para correia (27), acionada por um motor elétrico (32) fixo à base (3); a haste (10) ao atravessar a parede superior da base (3) tem um rebaixo (16) circular no qual se encaixa uma lingueta (17) impulsionada contra o rebaixo (16) por uma mola (19) e que pode ser desengatada por um gatilho (18) que pode ser puxado por um atuador linear eletromecânico (20), com um sensor (34) indicador da posição da lingueta (17); a polia (24) possui um disco (28) com recortes (29) para acionamento de um sensor (30) fixo à base (3) por um suporte (31).

Description

"SISTEMA ELETROMECÂNICO DE SELEÇÃO DE PESOSEM TORRE DE PESOS DE ESTAÇÃO DE MUSCULAÇÃO".

Refere-se o presente relatório a um sistema eletromecânicode seleção de pesos em torre de pesos de estação de musculação e, maisespecificamente, sistema eletromecânico que acoplado a torre de pesos daestação de musculação atua junto a um conjunto de pesos fracionários paraatrelar ao cabo tração da estação de musculação o valor total de pesoselecionado pelo usuário.

Como é de conhecimento dos técnicos no assunto, as torresde pesos de estações de musculação possuem vários pesos unitáriosempilhados, que podem, no todo ou em parte, ser erguidos dentro das torres porcabos de aço verticais centrais, tracionados por membros ativos da estação demusculação acionados pelo usuário. A seleção de pesos a erguer pode serobtida pela inserção de um pino horizontal, que atravessa um furo existente emcada peso em correspondência com uma seqüência de furos de uma espiga quese estende até abaixo do peso inferior e se fixa superiormente ao cabo de aço.Um peso selecionado pelo pino carrega consigo todos os pesos acima dele.

As torres mais modernas possuem sistemas eletromecânicospara seleção de pesos, comandados por painel fixo à estação de musculação.

De uma forma geral, as estações de musculação apresentamuma torre próxima, que através de cabos de aço, ligados a alavancas, polias ecarnes da respectiva estação, promove a interligação mecânica entre o acessóriode contato, barras, manetes e outros dispositivos, oferecido ao usuário para umdeterminado exercício e o agrupamento de pesos selecionados, que seencontram montados na torre.

Esse agrupamento de pesos é composto pelo empilhamentode placas de massa unitária, erguidas dentro da torre por meio de um cabo deaço, proveniente da estação de musculação, o qual se fixa ao centro, em umcursor guiado por colunas internas. Uma haste vertical central do cursoratravessa todos os pesos abaixo do cursor, em furos alinhados verticalmente, eessa haste tem, ao nível de cada placa de peso, furos ou ranhuras para que umpino, acionado pelo usuário, atravesse furos ou ranhuras de cada placa de peso,engatando um deles à haste vertical. Desta forma é possível selecionar quantasplacas de peso se deseja erguer, pois a placa engatada à haste vertical erguetodas as que estão acima dela.

Como é de conhecimento dos técnicos no assunto e dospraticantes deste tipo de atividade física, os exercícios físicos de musculaçãoobedecem a uma seqüência de alteração de peso, constituída por um programaespecífico indicado pelo treinador. O usuário ou praticante, portanto, recorreinúmeras vezes a mudança de posição do pino de seleção na pilha de pesos.

No entanto, nem sempre a torre que comporta o agrupamentode pesos pode ficar próxima do usuário devido à abrangência dos movimentosdos braços, alavancas, e assim mudanças freqüentes de peso podem tornar-seincomodas.

Nesse sentido, surgiram então meios de selecionar pesos comauxílio de motores elétricos ou solenóides, comandados por um painel emposição de fácil alcance pelo usuário. Entre os diversos meios criados, algunsmovimentam pinos, para dentro e para fora dos pesos, para engatá-los à hastevertical central, que eleva o peso escolhido mais aqueles que estão acima. Ocursor, que é uma guia para o movimento vertical, e que é solidário à haste e aocabo de aço, é usado para acomodar o sistema de seleção de pesos, por meiode motor elétrico ou solenóides.

Independente do tipo de acionamento e seleção dos pesos, ésabido também que a descida desses pesos, até o batente inferior da torre, ousobre os pesos que não foram selecionados para subir, pode ser feita comchoque mecânico, caso o usuário alivie rápido seu manuseio. Outra forma, deocorrer essa descida nem sempre suave ocorre quando uma ruptura eventual docabo de aço provoca um movimento de queda livre das placas selecionadas, asquais se chocam com violência sobre as placas inoperantes apoiadas na baseda torre, ou se chocam diretamente sobre essa última. Com esses choquesinadvertidos e/ou acidentais solenóides e motores, bem como sensores e outrosdispositivos eletromecânicos tornam-se suscetíveis a danos com a ocorrênciados choques repetitivos.

É, portanto, um dos objetivos da presente invenção prover umsistema eletromecânico de seleção de pesos em torre de pesos de estação demusculação que busque resolver o problema de defeitos por choquesmecânicos, em que mecanismos eletromecânicos e outros dispositivos elétricossão incorporados ao cursor e à pilha de pesos.

Outro objetivo da presente invenção é prover um sistemaeletromecânico de seleção de pesos em torre de pesos de estação demusculação que por ser eletromecânico não apresente a fiação elétrica queacessa o motor, ou solenóides ou dispositivos elétricos associados, e quecomunica a torre com o painel de comando da estação, pendurada a uma peçaem movimento.

Esse e outros objetivos e vantagens da presente invenção sãoalcançados com um sistema eletromecânico de seleção de pesos em torre depesos de estação de musculação é levado e efeito em uma torre, formada porcolunas verticais, travessa superior, base inferior, travessa superior, baseinferior, com uma pilha de placas de pesos unitários, com guias verticais internasda torre, fixas à travessa superior e à base, com a pilha de placas encabeçadapor um cursor que ao centro se fixa ao cabo de aço que ergue os pesos, estecursor possuindo uma haste central projetada para baixo, penetrando em furoscentrais de todas as placas e provida de meios de engate seletivo a qualquerplaca, representado por um parafuso vertical, disposto ao centro oco da haste enela montado por rolamentos situados nas partes superior e inferior da haste. Deacordo com a presente invenção a base da torre é oca, e tem em seu interiorinstalado um mecanismo eletromecânico de seleção de pesos, constituído porum motor elétrico, pelo menos uma correia, e pelo menos uma polia, montadapor rolamento a um eixo fixo à face inferior da base, colinearmente ao centro dahaste e parafuso, tendo essa polia, na parte superior, um mecanismo de engateseletivo com o extremo inferior do parafuso para atuar somente quando a hasteestiver totalmente abaixada, com as placas apoiadas sobre a base da torre.

A seguir a presente invenção será descrita com referência aosdesenhos anexos, nos quais:

A figura 1 representa uma vista em elevação, frontal, de umatorre de pesos;

A figura 2 representa uma vista em elevação, lateral da torrede pesos;

A figura 3 representa um corte vertical da parte inferior datorre, passando pelo centro da pilha de pesos, contendo quantidade menor deplacas de peso para facilitar a compreensão, sendo que para efeito de ilustraçãosem qualquer caráter limitativo, só está sendo apresentado um conjunto dequatro placas de peso; e

A fiSura 4 apresenta, em vista de planta, do conjunto motor epolia de acionamento.

De acordo com essas ilustrações, o sistema eletromecânico deseleção de pesos em torre de pesos de estação de musculação, objeto dapresente invenção é levado a efeito junto a uma torre de pesos (vide figuras 1 e2) que consiste em uma estrutura formada por colunas verticais 1, travessasuperior 2 e base inferior 3, com uma pilha de pesos formada por placas 4 depeso unitário sobrepostas, e guiadas em movimento vertical por guias 5, que sãotubos ou barras verticais presas na travessa 2 e na base 3, estando sobre a pilhade placas 4 um cursor 6, que é uma chapa, com tubos onde se encaixam nasguias 5, e com um suporte central 7 onde o cabo de aço 8 da torre se fixa por umparafuso ou niple 9.

O cursor 6 possui centralmente uma haste 10 vertical, queatravessa furos centrais de todas as placas 4, e nessa haste é incorporado odispositivo de seleção de pesos, como mostrado na figura 3.

De acordo com a presente invenção, o engate seletivo,ilustrado na figura 3, é feito por meio da expansão de um par ou mais de pinos11, montados em furos radiais dessa haste 10, ao nível do centro de cada placa4, nas quais existem furos radiais 12 que podem receber o encaixe dos pinos 11que forem deslocados parcialmente para fora da haste 10, ao nível selecionadopara esse engate.

A expansão dos pinos 11 em um determinado nível é feitaatravés de uma porca 13 com extremidades cônicas, montada em um parafuso14 vertical, disposto no centro de um furo central axial da haste 10, sendo oparafuso 14 montado à haste por mancais ou rolamentos 15. O giro do parafuso14 faz com que a porca 13 suba ou desça, quando se altera a quantidade deplacas 4 a elevar, e suas extremidades cônicas empurram para fora os pinos 11,que antes não alcançavam os furos 12 das placas 4, encaixando-os nesses furose mantendo-se ainda encaixados nos furos radiais da haste 10. Assim, a placa 4selecionada fica presa à haste 10 e pode ser erguida pelo cabo de aço 8,carregando consigo as placas 4 que estão acima delas, mantendo-se nodescanso sobre a base 3 da torre as placas 4 restantes e abaixo da selecionada.

De uma forma geral, para movimentar o parafuso 14 interno àhaste, ou outro dispositivo de engate de placa 4 selecionada, usa-se motorelétrico ou solenóides, instalados no cursor 6 que possui a haste 10,normalmente montados no suporte central 7 desse cursor, sendo que o conjuntoeletromecânico de acionamento acompanha a subida ou descida dos pesos, comsua comunicação elétrica ao painel de comando através de cabo elétrico flexívelpendurado e ligado a conector no alto da torre, para evitar ruptura poresticamento.

Esta construção submete os dispositivos eletromecânicos achoques, quando os pesos são abaixados com velocidade pelo usuário daestação de musculação, e é sabido que é muito difícil se construir essesdispositivos com resistência a choques mecânicos repetitivos e à fadiga. Poroutro lado, se houver ruptura do cabo de aço com os pesos suspensos, o choquedevido à queda livre, com ínfimos amortecimentos, pode significar a perda dosdispositivos eletromecânicos. Outra condição indesejável consiste noacionamento involuntário do seletor de pesos com os mesmos suspensos,provocando liberação de placas em queda livre no interior da torre, que podeocorrer por deficiência no sistema eletro-eletrônico de comando do painel.

A presente invenção apresenta uma solução para osproblemas acima citados, e introduz segurança total na manipulação dos pesospor meios eletromecânicos.

Como pode ser visto na figura 3, a base 3 da torre é oca, enela é instalado o mecanismo de seleção de pesos. Essa base possui na partesuperior um furo que é atravessado pela parte inferior da haste 10, onde elapossui um rebaixo 16 circular, no qual se encaixa a lingüeta 17 similar à defechadura de porta, com mola 19 pressionando-se para dentro do rebaixo 16, emóvel horizontalmente, tendo um gatilho 18 que pode ser puxado por um atuadorlinear 20 eletromecânico. A extremidade inferior da haste 10 é cônica parafacilitar o deslocamento da lingüeta 17 sempre que essa haste penetra no furoda base 3 e chega à parte oca da mesma, e na mesma extremidade se localiza orolamento 15 do parafuso 14. Projetando-se para fora da haste 10, o parafuso 14tem na extremidade dentes radiais 21 salientes.

Na figura 4 esse detalhe e os seguintes podem ser melhorvisualizados. De uma forma concêntrica à haste 10 e portanto, concêntrica aoparafuso 14, a base 3 possui, na face interna, um eixo 22 fixo, com um rolamento23 que permite o giro de uma polia 24, a qual possui uma reentrância circular 25,onde pode alojar-se a extremidade do parafuso 14 com seus dentes 21, e ondepossui saliências 26 voltadas para dentro, propiciando arraste de movimentogiratório entre polia 24 e parafuso 14. A polia 24 possui, em sua face circularexterna um canal para correia 27 e um disco 28 com recortes 29 ou furos paraacionamento de um sensor 30 ótico ou indutivo montado em um suporte 31 dabase 3.

A polia 24 é acionada, através da correia 27, por um motorelétrico 32 montado à parede interna da base 3 por um coxim 33 amortecedor dechoques. A lingüeta 17 e seu gatilho 18 têm sua posição detectada por umsensor 34 indutivo ou eletromecânico fixo ou incorporado ao atuador linear 20. Ainformação desse sensor 34 é levada ao painel de comando do seletor de pesos,situado na estação de musculação.

A haste 10 possui, abaixo do nível dos pinos de engateinferiores 11 um pino especial 35 que pode ser deslocado quando a porca 13chega a seu nível, tendo a base 3 um sensor indutivo 36 situado em um nívelque coincide com o nível desse pino especial 35 quando a haste está em seuponto mais baixo na torre. O sensor 36 percebe quando o pino especial 35 estásaliente e leva a informação para o painel de comando da estação demusculação, a qual interpreta a posição inicial da porca 13, resetando acontagem de voltas do parafuso 14 para que as demais voltas o coloquemexatamente frente aos pinos 11 do nível da placa 4 que se deseja engatar.

O número de voltas do parafuso 14 realizado, impulsionadopelo motor 32, correia 27, polia 24 e o engrenamento dos dentes 21 com assaliências 26 da polia 24, é contado pela passagem dos recortes 29 do disco 28frente ao sensor 30, que envia sinais elétricos ao painel de comando da estaçãode musculação.

Quando a haste 10, juntamente com as placas 4 selecionadasse ergue, tracionada pelo cabo de aço 8, os dentes 21 do parafuso 14 sedesacoplam das saliências 26 da reentrância circular 25 da polia 24, fixando oparafuso 14 inoperante, mantendo garantido o estado de engate da haste 10com a placa 4 selecionada, não produzindo nenhum efeito acidental aoacionamento do motor 32.

Quando a haste 10 desce ao seu nível mais baixo, a lingüeta17 se encaixa no rebaixo 16 circular da mesma, impedindo-a de subir novamentese o cabo de aço 8 tentar reerguê-la.

A lingüeta 17, por sua vez, se mantém na posição detravamento enquanto o painel de comando da estação de musculação efetua,através do motor 32, correia 27, polia 24 engatada pelas saliências 26 aosdentes 21 do parafuso 14, a mudança na seleção de placas 4 a erguer, após oqual o painel de comando aciona o atuador linear 20, que puxa o gatilho 18, e alingüeta 17 abandona o rebaixo 16 liberando a haste 10 para subir novamente.

Ao mesmo tempo, o sensor 34 avisa o painel de comando doestado de acionamento da lingüeta 17, para autorizar o acionamento do motor 32somente com travamento da haste 10.

Com essa concepção construtiva proporcionada ao sistemaeletromecânico de seleção de pesos em torre de pesos de estação demusculação conseguem-se as seguintes vantagens:

- coloca o sistema eletromecânico de acionamento de seleçãode pesos em uma base fixa da torre, protegido contra choques mecânicos oueventual queda livre;

- permite movimento de seleção de pesos somente quandotodas as placas estão e posição de descanso, sobre a base da torre;

- impede que a haste e as placas de peso sejam erguidasquando o conjunto eletromecânico de seleção de pesos esteja em operação; e

- não necessita de cabos elétricos de comunicação entre ocursos 6, que acompanha as placas de peso e a torre.

Apesar de ter sido descrita e ilustrada uma concepçãoconstrutiva preferida, cabe salientar que alterações de projeto são possíveis erealizáveis sem que se fuja do escopo da presente invenção.

Claims (6)

1.- "SISTEMA ELETROMECÂNICO DE SELEÇÃO DE PESOSEM TORRE DE PESOS DE ESTAÇÃO DE MUSCULAÇÃO", é levado e efeitoem uma torre, formada por colunas (1) verticais, travessa (2) superior, base (3)inferior, travessa (2) superior, base (3) inferior, com uma pilha de placas (4) depesos unitários, com guias (5) verticais internas da torre, fixas à travessa (2)superior e à base (3), com a pilha de placas (4) encabeçada por um cursor (6)que ao centro se fixa ao cabo de aço (8) que ergue os pesos, este cursorpossuindo uma haste (10) central projetada para baixo, penetrando em furoscentrais de todas as placas (4) e provida de meios de engate seletivo a qualquerplaca, representado por um parafuso (14) vertical, disposto ao centro oco dahaste (10) e nela montado por rolamentos (15) situados nas partes superior einferior da haste (10), caracterizado pelo fato de a base (3) da torre ser oca,tendo em seu interior instalado um mecanismo eletromecânico de seleção depesos, constituído por um motor (32) elétrico, pelo menos uma correia (27), epelo menos uma polia (24), montada por rolamento (23) a um eixo (22) fixo àface inferior da base (3), colinearmente ao centro da haste (10) e parafuso (14),tendo essa polia (24), na parte superior, um mecanismo de engate seletivo como extremo inferior do parafuso (14) para atuar somente quando a haste (10)estiver totalmente abaixada, com as placas (4) apoiadas sobre a base (3) datorre.

2.- "SISTEMA ELETROMECÂNICO DE SELEÇÃO DE PESOSEM TORRE DE PESOS DE ESTAÇÃO DE MUSCULAÇÃO", de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato do mecanismo de engate seletivo dapolia (24) ser definido, em sua parte superior, por uma reentrância circular (25)com saliências (26) voltadas para dentro, e nas quais se encaixam respectivosdentes radiais (21) providos no extremo inferior do parafuso (14), que se projetapara baixo do rolamento (15), de modo a possibilitar o encaixe e arraste giratórioentre polia (24) e parafuso (14) que ocorre somente quando a haste (10) estivertotalmente abaixada, com as placas (4) apoiadas sobre a base (3) da torre.

3. - "SISTEMA ELETROMECÂNICO DE SELEÇÃO DE PESOSEM TORRE DE PESOS DE ESTAÇÃO DE MUSCULAÇÃO", de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato da haste (10) prolongar-se para abaixoda placa (4) inferior, atravessando a parede superior da base (3), onde possuium rebaixo (16) circular de extremidade cônica, no qual encaixa-se uma lingüeta(17) móvel de um elemento de trava axial comandado por um atuador linear (20)eletromecânico fixo à base (3), tendo ainda um sensor (34) indutivo oueletrornecânico que detecta a posição relativa da lingüeta (17).

4. - "SISTEMA ELETROMECÂNICO DE SELEÇÃO DE PESOSEM TORRE DE PESOS DE ESTAÇÃO DE MUSCULAÇÃO", de acordo com areivindicação 3, caracterizado pelo fato da haste (10) prolongar-se para abaixoda placa (4) inferior, atravessando a parede superior da base (3), de modo queseu extremo provido de rebaixo circular com borda cônica (16), receber oencaixe seletivo da lingüeta (17) móvel, que é provida de uma mola (19) que apressiona contra o rebaixo (16) e provida de um gatilho (18) que pode serpuxado pelo atuador linear (20) eletromecânico fixo à base (3); sendo que osensor (34) indutivo ou eletromecânico detecta a posição relativa deste gatilho(18) e consequentemente da lingüeta (17).

5. - "SISTEMA ELETROMECÂNICO DE SELEÇÃO DE PESOSEM TORRE DE PESOS DE ESTAÇÃO DE MUSCULAÇÃO", de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato da polia (24) possuir um disco (28) comrecortes (29) ou furos para acionar um sensor (30) ótico ou indutivo, montado emum suporte (31) da base (3), para que o painel de comando e de monitoração daestação de musculação faça contagem de voltas do parafuso (14) paraselecionar determinada placa (4).

6. - "SISTEMA ELETROMECÂNICO DE SELEÇÃO DE PESOSEM TORRE DE PESOS DE ESTAÇÃO DE MUSCULAÇÃO", de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de ser provido um sensor (36) indutivomontado na parede superior da base (3), junto ao furo onde passa a haste (10),que detecta a presença do cursor de seleção de pesos para reiniciar a contagemde pulsos do sensor (30) que determinam qual placa (4) deve ser engatada.