EP0929284B1 - Gerät zur stimulation von muskeln des bewegungsapparats - Google Patents

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EP0929284B1
EP0929284B1 EP97938913A EP97938913A EP0929284B1 EP 0929284 B1 EP0929284 B1 EP 0929284B1 EP 97938913 A EP97938913 A EP 97938913A EP 97938913 A EP97938913 A EP 97938913A EP 0929284 B1 EP0929284 B1 EP 0929284B1
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    • A61H23/02—Percussion or vibration massage, e.g. using supersonic vibration; Suction-vibration massage; Massage with moving diaphragms with electric or magnetic drive
    • A61H23/0254—Percussion or vibration massage, e.g. using supersonic vibration; Suction-vibration massage; Massage with moving diaphragms with electric or magnetic drive with rotary motor

Definitions

  • the invention relates to a device for stimulating muscles of the musculoskeletal system, especially in the leg and back area, with one on one Frame arranged rocker, which has a drive mechanism around a horizontal pivot axis can be pivoted and oscillated
  • cantilevers that protrude beyond the swivel axis, each with a step surface are.
  • Devices of this type are used, for example, for rehabilitation purposes used for muscle and bone building.
  • the invention has for its object a device of the aforementioned To develop a type that has a therapeutically effective stimulation of the Muscles of the musculoskeletal system, especially in the leg and back area guaranteed with minimal stress on the cardiovascular system.
  • the solution according to the invention is based on the knowledge that a therapeutic effective stimulation of muscle fibers is only possible if the muscle fibers from a constitutional basic tone in a defined threshold range can be stimulated oscillating.
  • the basic tone is naturally due to the load on the leg muscles Dead weight set during the periodic stimulus by a suitable drive mechanism can be initiated in the muscles.
  • a control device for Control of the drive mechanism with optionally adjustable stroke frequency provided, the stroke frequency to a value between 1 and 60 Hz, preferably between 10 and 30 Hz should be adjustable.
  • a stroke of 5 to 50 mm is preferably set from 10 to 30 mm.
  • This construction according to the invention has the advantage that the stroke amplitude particularly easy by spreading the legs more or less can be adapted to individual needs.
  • the lifting mechanisms expediently each have a stored in a frame-fixed bearing the common electric motor driven drive shaft and one with one end eccentrically mounted on the drive shaft and with the on the other end of the connecting rods hinged to the relevant rocker arm.
  • the Drive shafts can be fitted with an output shaft of the motor coupled toothed belt drive are preferably driven in opposite directions.
  • the connecting rods are used
  • Drive shafts are appropriately balanced by a balancing mass.
  • the balancing mass can be arranged on the drive shaft mass-related eccentric disc be formed.
  • the frame has a base plate, that the treads at a distance above the floor plate are arranged that the drive mechanism in the area is arranged between the base plate and treads and that in addition to the bottom plate one up protruding holding frame is arranged.
  • the device according to the invention also in a foot-operated strength training machine (Bodybuilding machine) to use when the tread on a foot pedal or foot platform Generation of a basic tone in the area to be treated Muscles is arranged.
  • Bodybuilding machine a foot-operated strength training machine
  • the training device shown in the drawing is for stimulating the musculoskeletal system and muscles determined in the leg and back area and is both can be used for sports as well as for rehabilitation purposes. It has a frame 10 consisting of a base plate 12 with a substantially trapezoidal outline and a holding frame removable from the base plate and one on the bearing blocks 16 to a horizontal Swivel axis 18 pivotable rocker 20.
  • the protruding over the pivot axis 18 to the two sides Booms 20 ', 20 "of the rocker 20 are each with an upward-facing step surface 22, while on the underside of the arms 20 ', 20' 'at a distance one lifting mechanism 24 each from the pivot axis 18 attacks that have a common, speed-controlled Electric motor 26 by means of a toothed belt drive 28 can be driven in push-pull.
  • the lifting mechanisms 24 each have a 31 mounted in a frame-fixed bearing a toothed pulley 30 of the toothed belt drive 28 carrying Drive shaft 32 and one with one end 34 eccentric mounted on the drive shaft 32 and with the other end 36 on the underside of the rocker arm concerned 20 ', 20' 'pair of connecting rods 38 on.
  • For balancing is on the drive shaft 32 additionally an eccentric disk 40 with mass arranged.
  • the stroke frequency can via a control unit 42, which is in the upper part the holding frame 14 is arranged, optionally in one predetermined range from 1 to 60 Hz, for example can be set.
  • the invention refers to a device to stimulate the musculoskeletal system and the muscles in particular in the Leg and back area.
  • To stimulate with as much as possible low stress on the cardiovascular system To be able to perform, it is proposed according to the invention that on a frame 10 two treads 22nd are arranged by means of a drive mechanism 24, 26, 28 can be raised and lowered oscillatingly in push-pull are.
  • the basic tone of the muscles is determined by their own weight of the patient standing on the treads 22 set while muscle stimulation through the oscillating tread movement.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Stimulation von Muskeln des Bewegungsapparats, insbesondere im Bein- und Rückenbereich, mit einer an einem Gestell angeordneten Wippe, die über einen Antriebsmechanismus um eine horizontale Schwenkachse oszillierend verschwenkbar ist und deren über die Schwenkachse überstehende Ausleger mit je einer Trittfläche versehen sind. Geräte dieser Art werden beispielsweise zu Rehabilitationszwecken für den Muskel- und Knochenaufbau eingesetzt.
Bei bekannten Trainingsgeräten dieser Art, wie beispielsweise bei einem Fahrradergometer, werden Pedale über die Beinmuskulatur gegen einen einstellbaren Widerstand aktiv betätigt. Durch die hierbei erforderliche Muskelarbeit kommt es zu einer erheblichen Belastung des Herz- Kreislaufsystems, was für viele Anwendungen, die ausschließlich den Muskel- und Knochenaufbau zum Gegenstand haben, von Nachteil sein kann.
Bei einem Gerät der eingangs angegebenen Art (DE-B-1075797), das zur Ausführung von Torsionsbewegungen bestimmt ist, ist eine durch eine mit einem Motor verbundene Übertragungsvorrichtung hin- und herbewegliche Platte vorgesehen, auf welcher der Patient steht, wobei eine zusätzliche mit dem Motor verbundene Übertragungsvorrichtung die Platte in Schwingungen innerhalb einer annähernd senkrechten Ebene überträgt, so daß die Platte eine Bewegung ausführt, die die resultierende der beiden schwingenden Bewegungen ist. Die Bewegungen der oszillierenden Platte werden durch die Beine auf den Unterkörper des Patienten übertragen. Weiter ist es bei einem Trainingsgerät ähnlicher Bauart an sich bekannt (US-5273028), eine Platte mit einer horizontalen Trittfläche vorzusehen, die mit einer Frequenz von etwa 15 bis 55 Hz mit Hilfe piezoelektrischer Bauelemente mit einer Amplitude von etwa 0,01 mm auf und ab bewegt wird. Schließlich ist es bei einem weiteren Trainingsgerät zur Simulation eines Gehvorgangs an sich bekannt (US-3774597), zwei Pedale zur Aufnahme der Füße eines Patienten vorzusehen, die abwechselnd über einen gemeinsamen Motor auf und ab bewegt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät der eingangs angegebenen Art zu entwickeln, das eine therapeutisch wirksame Stimulation der Muskeln des Bewegungsapparats insbesondere im Bein- und Rückenbereich bei geringstmöglicher Belastung des Herz-Kreislaufsystems gewährleistet.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Der erfindungsgemäßen Lösung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß eine therapeutisch wirksame Stimulation von Muskelfasem nur dann möglich ist, wenn die Muskelfasem von einem konstitutionsbedingten Grundtonus aus in einem definierten Schwellenbereich oszillierend stimuliert werden. Der Grundtonus wird naturgemäß durch das auf der Beinmuskulatur lastende Eigengewicht eingestellt, während die periodische Stimulanz durch einen geeigneten Antriebsmechanismus in die Muskulatur eingeleitet werden kann. Unter Berücksichtigung dieser Erkenntnisse wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die Wippe mit ihrer Schwenkachse an gestellfesten Lagerböcken gelagert ist, und daß jedem Wippenausleger ein durch einen gemeinsamen Elektromotor oszillierend antreibbarer Hubmechanismus zugeordnet ist.
Wenn sich ein Patient mit seinen Fußballen auf die beiden Trittflächen auf den Wippenauslegern stellt, so kann er durch mehr oder weniger tiefe Kniebeugen in seiner Muskulatur einen Grundtonus einstellen, dem die Oszillation der Wippenausleger überlagert wird. Durch die gegensinnige Oszillation der Wippenausleger wird die periodische Bewegung über die Gelenke und unter regelnder Einwirkung des vegetativen Nervensystems abgefangen, ohne daß es zu einer Verschiebung des Körperschwerpunkts kommt.
Da jeder Muskel eine Ansprech- und eine Abklingzeit in der Größenordnung von einigen 10 Millisekunden aufweist, ist es von Vorteil, wenn die Hubfrequenz der Trittflächen an diese Zeiten angepaßt wird. Dementsprechend ist gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ein Steuergerät zur Ansteuerung des Antriebsmechanismus mit wahlweise einstellbarer Hubfrequenz vorgesehen, wobei die Hubfrequenz auf einen Wert zwischen 1 und 60 Hz, vorzugsweise zwischen 10 und 30 Hz einstellbar sein sollte. Um dazuhin die Amplitude der Hubbewegung auf die Verhältnisse im Bewegungsapparat abzustimmen, ist es zweckmäßig, wenn ein Hub von 5 bis 50 mm, vorzugsweise von 10 bis 30 mm eingestellt wird.
Diese erfindungsgemäße Konstruktion hat den Vorteil, daß die Hubamplitude besonders einfach durch mehr oder weniger weites Spreizen der Beine den individuellen Bedürfnissen angepaßt werden kann. Die Hubmechanismen weisen zweckmäßig je eine in einem gestellfesten Lager gelagerte, durch den gemeinsamen Elektromotor antreibbare Antriebswelle und einen mit dem einen Ende exzentrisch an der Antriebswelle gelagerten und mit dem anderen Ende am betreffenden Wippenausleger angelenkten Pleuel auf. Die Antriebswellen können durch je einen mit einer Abtriebswelle des Motors gekuppelten Zahnriementrieb vorzugsweise gegensinnig angetrieben werden. Um unerwünschte Vibrationen zu vermeiden, werden die die Pleuel tragenden Antriebswellen zweckmäßig durch je eine Ausgleichsmasse ausgewuchtet. Die Ausgleichsmasse kann als auf der Antriebswelle angeordnete, massenbehaftete Exzenterscheibe ausgebildet sein.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das Gestell eine Bodenplatte aufweist, daß die Trittflächen im Abstand über der Bodenplatte angeordnet sind, daß der Antriebsmechanismus im Bereich zwischen Bodenplatte und Trittflächen angeordnet ist und daß an der Bodenplatte zusätzlich ein nach oben überstehender Halterahmen angeordnet ist.
Grundsätzlich ist es möglich, das erfindungsgemäße Gerät auch in einer fußbetätigten Krafttrainingsmaschine (Bodybuilding-Maschine) zu verwenden, wenn die Trittfläche an einem Fußpedal oder einer Fußplattform zur Erzeugung eines Grundtonus im Bereich der zu behandelnden Muskeln angeordnet ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1a
eine Seitenansicht eines Geräts zur Muskelstimulierung im Beinbereich;
Fig. 1b
einen vergrößterten Ausschnitt aus der Darstellung nach Fig. 1a;
Fig. 2a
eine Draufsicht auf das Gerät nach Fig. 1a;
Fig. 2b
einen Ausschnitt aus Fig. 2a in vergrößerter Darstellung;
Fig. 3
einen Schnitt durch einen der Hubmechanismen für die Wippe in vergrößerter Darstellung.
Das in der Zeichnung dargestellte Trainingsgerät ist zur Stimulatiion des Bewegungsapparats und der Muskulatur im Bein- und Rückenbereich bestimmt und ist sowohl für Sport- als auch für Rehabilitationzwecke einsetzbar. Es weist ein Gestell 10, bestehend aus einer Bodenplatte 12 mit im wesentlichen trapezförmgigem Umriß und einen von der Bodenplatte abnehmbaren Halterahmen sowie eine an gestellfesten Lagerböcken 16 um eine horizontale Schwenkachse 18 verschwenkbare Wippe 20 auf. Die über die Schwenkachse 18 nach den beiden Seiten überstehenden Ausleger 20', 20" der Wippe 20 sind mit je einer nach oben weisenden Trittfläche 22 versehen, während an der Unterseite der Ausleger 20', 20'' im Abstand von der Schwenkachse 18 je ein Hubmechanismus 24 angreift, die über einen gemeinsamen, drehzahlgeregelten Elektromotor 26 mittels je eines Zahnriementriebs 28 im Gegentakt antreibbar sind. Die Hubmechanismen 24 weisen je eine in einem gestellfesten Lager 31 gelagerte, eine Zahnscheibe 30 des Zahnriementriebs 28 tragende Antriebswelle 32 und ein mit dem einen Ende 34 exzentrisch an der Antriebswelle 32 gelagertes und mit dem anderen Ende 36 an der Unterseite des betreffenden Wippenauslegers 20', 20'' angelenktes Pleuelstangenpaar 38 auf. Für den Umwuchtausgleich ist auf der Antriebswelle 32 zusätzlich eine massenbehaftete Exzenterscheibe 40 angeordnet.
Mit einem derart ausgebildeten Antriebsmechanismus ist es möglich, die Wippe um ihre Schwenkachse 18 in eine oszillierende Hub- und Senkbewegung zu versetzen und damit die Trittflächen 22 der Ausleger 20', 20" im Gegentakt um einen Hub a an deren Außenrand von beispielsweise 20 mm auf und ab zu bewegen. Die Hubfrequenz kann über ein Steuergerät 42, das im oberen Teil des Halterahmens 14 angeordnet ist, wahlweise in einem vorgegebenen Bereich von beispielsweise 1 bis 60 Hz eingestellt werden.
Zusammenfassend ist folgendes festzustellen: Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur Stimulation des Bewegungsapparats und der Muskulatur insbesondere im Bein- und Rückenbereich. Um die Stimulation mit möglichst geringer Belastung des Herz- Kreislaufsystems durchführen zu können, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß an einem Gestell 10 zwei Trittflächen 22 angeordnet sind, die mittels eines Antriebsmechanismus 24, 26, 28 im Gegentakt oszillierend heb- und senkbar sind. Der Grundtonus der Muskulatur wird über das Eigengewicht des auf den Trittflächen 22 stehenden Patienten eingestellt, während die Muskelstimulation durch die oszillierende Trittflächenbewegung erfolgt.

Claims (12)

  1. Gerät zur Stimulation von Muskeln des Bewegungsapparats insbesondere im Bein- und Rückenbereich, mit einer an einem Gestell (10) angeordneten Wippe (20), die über einen Antriebsmechanismus (24, 26, 28) um eine horizontale Schwenkachse oszillierend verschwenkbar ist und deren über die Schwenkachse überstehende Ausleger (20', 20") mit je einer Trittfläche (22) versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Wippe (20) mit ihrer Schwenkachse (18) an gestellfesten Lagerböcken (16) gelagert ist, und daß jedem Wippenausleger (20', 20") ein durch einen gemeinsamen Elektromotor (26) oszillierend antreibbarer Hubmechanismus (24) zugeordnet ist.
  2. Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Steuergerät (42) zur Ansteuerung des Antriebsmechanismus (24, 26, 28) mit wahlweise einstellbarer Hubfrequenz.
  3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubfrequenz auf einen Wert zwischen 1 und 60 Hz, vorzugsweise zwischen 10 und 30 Hz einstellbar ist.
  4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trittflächen (22) einen Hub (a) von 5 bis 50 mm, vorzugsweise von 10 bis 30 mm aufweisen.
  5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor drehzahlgeregelt ist.
  6. Gerät nach einem der Anprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubmechanismen (24) je eine in einem gestellfesten Lager (31) gelagerte, durch den gemeinsamen Elektromotor (26) antreibbare Antriebswelle (32) und ein mit dem einen Ende (34) exzentrisch an der Antriebswelle (32) gelagertes und mit dem anderen Ende (36) am betreffenden Wippenausleger (20', 20") angelenktes Pleuel (38) aufweist.
  7. Gerät nach Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, daß jedes Pleuel (38) zwei parallel ausgerichtete Pleuelstangen aufweist.
  8. Gerät nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswellen (32) durch je einen mit einer Abtriebswelle des Elektromotors (26) gekuppelten Zahnriementrieb (28) vorzugsweise gegensinnig antreibbar sind.
  9. Gerät nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die die Pleuel (38) tragenden Antriebswellen (32) durch je eine Ausgleichsmasse (40) ausgewuchtet sind.
  10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsmasse als auf der jeweiligen Antriebswelle (32) angeordnete, massenbehaftete Exzenterscheibe (40) ausgebildet ist.
  11. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell (10) eine Bodenplatte (12) aufweist, daß die Trittflächen (22) im Abstand über der Bodenplatte (12) angeordnet sind, daß der Antriebsmechanismus (24, 26, 28) im Bereich zwischen der Bodenplatte (12) und den Trittflächen (22) angeordnet ist und daß an der Bodenplatte (12) ein nach oben überstehender Halterahmen (14) angeordnet ist.
  12. Verwendung des Geräts nach einem der Ansprüche 1 bis 11 in einer fußbetätigten Krafttrainingsmaschine, wobei die Trittfläche an einer Fußplattform oder einem Fußpedal der betreffenden Krafttrainingsmaschine angeordnet ist.
EP97938913A 1996-08-26 1997-08-16 Gerät zur stimulation von muskeln des bewegungsapparats Expired - Lifetime EP0929284B1 (de)

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