EP4536367B1

EP4536367B1 - Rudergerät mit verschiebbarem stemmbrett und verfahren zum betreiben des rudergeräts

Info

Publication number: EP4536367B1
Application number: EP23731281.4A
Authority: EP
Inventors: Jonas Albiger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-06-13
Filing date: 2023-06-07
Publication date: 2026-01-28
Anticipated expiration: 2043-06-07
Also published as: EP4536367C0; WO2023242023A1; EP4536367A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Rudergerät mit einem Gestell und einem Rollsitz, der auf dem Gestell entlang einer Ruderhauptrichtung verschiebbar gelagert ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben des Rudergeräts.
Ein Rudergerät mit Gestell und verschiebbarem Rollsitz ist allgemein bekannt und beispielsweise in der US 4,396,188 offenbart. Das Gestell weist zwei Stützfüße auf, die fest auf einem Grund stehen. In einer ersten Phase eines Ruderzyklus (Durchzug) zieht die Trainingsperson beginnend von einer Anfangsposition an einem Rudergriff, der hier mit einem Seil mit einer Bremsvorrichtung verbunden ist. Die Bremsvorrichtung erzeugt einen gewissen Widerstand, der beim Ziehen des Rudergriffs überwunden werden muss. Die Trainingsperson rollt beim Durchzug auf dem Rollsitz nach hinten und stützt sich dabei mit seinen Füßen an einem Stemmbrett ab, das mit dem Gestell fest verbunden ist. Beim Durchzug rollt die Trainingsperson bei einem gedachten Ruderboot in Richtung des Bugs des Ruderboots. Nach dem Durchzug schließt sich im Ruderzyklus eine zweite Phase (Freilauf) an, bei dem die Trainingsperson mit dem Rollsitz wieder zurück in Richtung des Hecks des gedachten Ruderboots rollt und den Rudergriff wieder in die Anfangsposition führt. Danach beginnt der nächste Ruderzyklus mit den zwei Phasen Durchzug und Freilauf. Aufgrund des feststehenden Gestells mit dem darauf fest montierten Stemmbrett der US 4,396,188 wird der Schwerpunkt der Trainingsperson beim Ruderzyklus in Ruderhauptrichtung und dazu entgegengesetzt hin - und herbewegt.
Zudem ist ein Rudergerät bekannt, bei dem das Gestell nicht feststeht, sondern durch eine Schlittenkonstruktion entlang der Ruderhauptrichtung verschieblich gelagert ist. Beim Rudern auf diesem Rudergerät bewegt sich das Gestell und das darauf fest montierte Stemmbrett hin und her. Zwei leicht gespannte Gummiseile sorgen dafür, dass ein Schlitten der Schlittenkonstruktion beim Rudern nicht ungedämpft gegen Endanschläge für den Schlitten läuft. Nach Aussage eines Anbieters der Schlittenkonstruktion, der Concept2 Deutschland GmbH aus Hamburg (im Internet zu finden mit den Suchbegriffen "Concept2" und "slide"), soll sich durch die Schlittenkonstruktion ein natürlicheres Rudergefühl einstellen. Im Wesentlichen verbleibt der Schwerpunkt der Trainingsperson bzw. der Schwerpunkt des Systems bestehend aus Gestell, Bremsvorrichtung und Trainingsperson, praktisch während des Ruderzyklus unverändert an der gleichen Stelle. Im Vergleich zu einem Rudergerät, bei dem das Gestell und das Stemmbrett feststehen, also sich zum Grund, auf dem das Rudergerät steht, nicht bewegen, ist hier die Hin- und Herbewegung des Schwerpunkts der Trainingsperson relativ zum festen Grund weniger ausgeprägt, was dem wirklichen Rudern auf dem Wasser näherkommen soll.
Zudem ist aus der EP 0 376 403 B1 oder der US 5,382,210 ein Rudergerät mit feststehendem Gestell bekannt, auf dem einerseits der verschiebbare Rollsitz und andererseits eine verschiebbare Einheit angeordnet sind. Die verschiebbare Einheit umfasst die Bremsvorrichtung und das Stemmbrett. Der Rollsitz und die Einheit können sich relativ zueinander in Ruderhauptrichtung bewegen. Auf dem Rudergerät der US 5,382,210 / EP 0 376 403 B1 und dem oben beschriebenen Rudergerät der Firma Concept2 dürfte sich ein vergleichbares Rudergefühl einstellen, weil sich der Schwerpunkt der Trainingsperson jeweils in etwa in gleichem Maße hin- und herbewegen dürfte. Mögliche Unterschiede bei der Hin- und Herbewegung des Schwerpunkts können darauf zurückzuführen sein, dass beim Rudergerät mit der Schlittenkonstruktion auch die Masse des Gestells hin- und herbewegt hat, was Einfluss auf die Hin- und Herbewegung des Schwerpunkts der Trainingsperson hat. Auch wenn jeweils diese Bewegung des Schwerpunkts der Trainingsperson dem Rudern auf dem Wasser näherkommt als beim Rudern eines Rudergeräts mit feststehendem Gestell und feststehendem Stemmbrett, besteht ein Bedarf, das Rudergefühl auf einem Rudergerät dem wirklichen Rudergefühl in einem Boot auf dem Wasser weiter anzunähern.
Die WO 2021/181055 A1 offenbart ein Rudergerät mit Rollsitz, Rudergriff, Stemmbrett und einer Bremsvorrichtung. Das Rudergerät weist zudem ein Seilzugmechanismus auf, über den Kräfte von dem Rudergriff und dem Stemmbrett auf die Bremsvorrichtung übertragen werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Rudergerät bereitzustellen, durch das das wirkliche Rudern auf dem Wasser möglichst gut nachgebildet wird.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird mit der Merkmalskombination gemäß Anspruch 1 gelöst. Ausführungsbeispiele der Erfindung können den Unteransprüchen zu Anspruch 1 entnommen werden.
Erfindungsgemäß ist eine Stellvorrichtung zur Bereitstellung einer Stellkraft vorgesehen, durch die die Bewegung des Stemmbretts zur Nachbildung einer Bootsantriebskraft und einer Bootswiderstandskraft eines (virtuellen) Ruderboots auf dem Wasser abgebremst oder beschleunigt werden kann. Die Bewegung des Stemmbretts ist dabei die Bewegung relativ zu einem festen, ortsfesten Grund, der sich beim Rudern auf dem Rudergerät nicht ändert. Die Trainingsperson auf dem Rudergerät stützt sich dabei mit den Füßen an dem Stemmbrett ab. Beim Freilauf kann sie mit Hilfe von optionalen Fuß- oder Schuhschnallen das Stemmbrett mit den Füßen zu sich ziehen. Durch die Stellkraft lässt sich somit die Bewegung des Stemmbretts in Ruderhauptrichtung oder auch in entgegengesetzter Richtung gezielt abbremsen und/oder beschleunigen.
Bei einem Ruderboot ist das Stemmbrett fest mit dem Bootskörper verbunden. Somit entspricht die Geschwindigkeit des Stemmbretts in einem Ruderboot immer zu jedem Zeitpunkt der Bootsgeschwindigkeit des Ruderboots. Die Geschwindigkeit des Ruderers, der in dem Ruderboot sitzt und beim Rudern hin- und herrollt, unterscheidet sich hingegen deutlich von der Bootsgeschwindigkeit.
Der Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass die Bootsgeschwindigkeit eines Ruderboots auf dem Wasser - neben der Schwerpunktverlagerung des Ruderers oder der Rudermannschaft im Ruderboot (was in erster Linie durch das Vorrollen und Rückrollen des Rollsitzes bedingt ist) - von der Bootsantriebskraft und der Bootswiderstandskraft abhängt und dass die Bootsgeschwindigkeit zwar über den Ruderzyklus nicht konstant ist, aber die Bootsgeschwindigkeit am Anfang des Ruderzyklus der Bootsgeschwindigkeit am Ende des Ruderzyklus entspricht. Der Einfluss von Bootsantriebskraft und Bootswiderstandskraft auf die Bootsgeschwindigkeit wird erfindungsgemäß durch die auf das Stemmbrett wirkende Stellkraft beim Rudergerät nachgebildet.
Die Bootsgeschwindigkeit unterliegt während eines Ruderzyklus starken Schwankungen und weicht entsprechend von einem Mittelwert der Bootsgeschwindigkeit ab. Der Mittelwert ändert sich von Ruderzyklus zu Ruderzyklus nicht, wenn mit konstanter Schlagzahl gerudert wird. Zumindest sind die Schwankungen des Mittelwerts benachbarter Ruderzyklen gegenüber den Geschwindigkeitsschwankungen innerhalb eines Ruderzyklus vernachlässigbar.
Die Bootsantriebskraft stellt die Kraft dar, die beim Durchzug beim Rudern auf dem Wasser durch die Skulls oder Riemen von dem Wasser auf den Bootskörper bzw. auf den Ruderer übertragen wird. Die Bootswiderstandskraft ist in erster Linie auf die Reibung zwischen der Außenhaut des Bootskörpers und dem Wasser zurückzuführen. In guter Näherung ist die Bootswiderstandskraft proportional zu dem Quadrat der Bootsgeschwindigkeit relativ zum (stillstehenden) Wasser bzw. - in Ruderhauptrichtung gesehen - zum Quadrat der Differenz der Bootsgeschwindigkeit zur Wassergeschwindigkeit.
Während die Bootsantriebskraft in Ruderhauptrichtung wirkt und grundsätzlich zur Beschleunigung des Ruderboots beiträgt, wirkt die Bootswiderstandskraft entgegen der Ruderhauptrichtung und bremst das Ruderboot ab. Überlagert werden diese beiden Kräfte durch die Schwerpunktverlagerung des Ruderers bzw. der Rudermannschaft relativ zum Ruderboot. So führt eine Rückrollbewegung des Ruderers im Freilauf in Richtung des Hecks zu einer Beschleunigung des Ruderboots, welche die bremsende Wirkung der Reibung an der Bootsaußenwand während des Freilaufes abmindert oder möglicherweise übersteigt. Beim Durchzug, also in der Phase des Ruderzyklus, in dem aktiv das System bestehend aus Ruderboot und Ruderer angetrieben wird, steigt die Bootsgeschwindigkeit grundsätzlich an. Ein nicht unerheblicher Teil der Bootsantriebskraft wird beim Durchzug aber zum Aufbau einer "potentiellen Energie" verwendet, da der Ruderer mit großer Beschleunigung bugwärts rollt. Diese potentielle Energie wird erst beim nachfolgenden Freilauf genutzt, da dann durch das entgegengesetzte Rückwärtsrollen des Ruderers die Bootsgeschwindigkeit ansteigt. Während des Durchzugs findet sich also nur ein Teil der Bootsantriebskraft in der Erhöhung der Bootsgeschwindigkeit wieder.
Erfindungsgemäß weist für die erste Phase des Ruderzyklus (Durchzug) der Verlauf der Stellkraft eine erste Nullstelle, eine zweite Nullstelle sowie ein Maximum auf, das zwischen den Nullstellen liegt. Vorzugsweise steigt die Stellkraft von der ersten Nullstelle monoton bis zum Maximum an und fällt danach bis zweiten Nullstelle monoton ab. Das Maximun der Stellkraft kann zwischen 100 und 500 N betragen, vorzugsweise zwischen 150 und 250 N. Die erste Nullstelle und die zweite Nullstelle sind bevorzugt mindestens 60 % oder mindestens 70 % der gesamten Zuglänge des Durchzugs voneinander beabstandet (gesamte Zuglänge = horizontaler Abstand des Rudergriffs im vorderen Umkehrpunkt zum Rudergriff im hinteren Umkehrpunkt).
Für die zweite Phase des Ruderzyklus (Freilauf) ist erfindungsgemäß der Verlauf der Stellkraft durchgängig kleiner null sein. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Stellkraft kleiner null, bis sie die erste Nullstelle des nachfolgenden Durchzugs erreicht. Nach Erreichen der zweiten Nullstelle des Durchzugs ist die Stellkraft dann wieder gleich null. Wenn die Stellkraft größer null ist, wirkt sie in Ruderhauptrichtung.
In einem Ausführungsbeispiel berechnet sich die Stellkraft wie folgt: $F_{Stell} = F_{H} * [K_{1} * \cos α - 1] - F_{Drag} + KF$ mit

FStell: Stellkraft, die direkt oder indirekt auf das Stemmbrett wirkt;
FH: Kraft, die auf den Handgriff wirkt;
K1: Konstante, die in einem Bereich von 1,3 bis 1,6 liegt;
FDrag: Bootswiderstandskraft, die auf den Rumpf des Ruderboots wirkt;
α: Auslegewinkel beim Rudern auf dem Ruderboot;und
KF: optionaler Korrekturfaktor

Die Kraft F_H orientiert sich bevorzugt an einer Kraftkurve, die an einem Ruderboot gemessen wurde und beim Rudergerät zu Grunde gelegt werden kann. Der Widerstand der Bremsvorrichtung muss so eingestellt werden, dass sich in etwa beim Rudern auf dem Rudergerät eine Kraftkurve ergibt, die mit der am Ruderboot gemessenen Kraftkurve zumindest näherungsweise übereinstimmt.
Die Kraft F_Drag ist die Bootswiderstandskraft, die beim wirklichen Rudern in dem Ruderboot von der Geschwindigkeit des Ruderboots abhängt. Die Kraft F_Drag kann von einer kalkulierten Geschwindigkeit abhängen, die sich aus einer mittleren Geschwindigkeit des nachzubildenden Ruderboots und der Geschwindigkeit des Stemmbretts relativ zum festen Grund zusammensetzt, auf dem das Rudergerät steht. Ein Wert für die mittlere Geschwindigkeit kann sich aus der Kraftkurve berechnen, die hier zu Grunde gelegt wird.
Der Auslagewinkel α kann im vorderen Umkehrpunkt -70 bis -55° und im hinteren Umkehrpunkt 30 bis 45° betragen. Eine bevorzugte Gleichung, aus der sich der Winkel α in Abhängigkeit der horizontalen Position des Handgriffs durch Umformen nach α ermitteln lässt, lautet: $X = K_{2} * (- \sin α_{VU} + \sin α)$ mit

X: horizontale Position des Handgriffes in cm (X = 0 im vorderen Umkehrpunkt);
αVU: Auslegewinkel im vorderen Umkehrpunkt (kann zwischen - 70 und - 55° liegen); und
K2: Konstante, die in einem Bereich von 60 bis 100 cm liegt.

Die Strecke bzw. Position X kann in einem Ausführungsbeispiel aus der Bremsvorrichtung ausgelesen werden, sodass in einfacher Weise jeder Position X des Handgriffs ein Winkel α zugeordnet werden kann. Betragen beispielsweise α_VU - 60° und die Konstante K₂ 90 cm, so berechnet sich für einen Winkel α = 0 eine horizontale Position des Handgriffs von 78 cm. Bei einem Winkel α = 35° (beispielsweise beim Ende des Durchzugs) beträgt die Position X rund 130 cm.
Bei dem Korrekturfaktor KF handelt es sich um einen optionalen Faktor, der größer null, kleiner null oder auch gleich null sein kann. Der Korrekturfaktor kann eine Konstante oder auch eine Variable sein, die von dem Winkel α oder einer anderen Einflussgröße abhängig sein kann. Beispielsweise kann der Korrekturfaktor von einer einer Beschleunigung des Stemmbretts abhängig sein.
Das Stemmbrett kann verschiebbar auf dem Gestell gelagert sein, wobei die Stellvorrichtung dem Stemmbrett zugeordnet ist. In diesem Ausführungsbeispiel wirkt die Stellkraft direkt auf das Stemmbrett. Vorzugsweise steht hier das Gestell fest auf dem Grund und bewegt sich beim Rudern auf dem Rudergerät nicht.
In einem Ausführungsbeispiel ist die Lage der Bremsvorrichtung fixiert, d.h. der Schwerpunkt der Bremsvorrichtung bleibt an einer ortsfesten Stelle. Beispielsweise kann die Bremsvorrichtung an dem Gestell befestigt sein, welches fest auf dem Grund steht. Das Stemmbrett ist folglich relativ zur feststehenden Bremsvorrichtung verschiebbar gelagert. Der Schwerpunkt der Bremsvorrichtung soll als ortsfest angesehen werden, auch wenn möglicherweise sich die Lage von kleineren Teilen wie Umlenkrollen etc. beim Rudern auf dem Rudergerät ändern sollte.
In einem Ausführungsbeispiel bilden das Stemmbrett und die Bremsvorrichtung eine verschiebbare Einheit. Das Stemmbrett und die Bremsvorrichtung lassen sich nur als Block hin- und herbewegen. Einen solchen verschiebbaren Block offenbart beispielsweise die EP 0 376 403 B1 und die US 5,382,210 .
Das Stemmbrett kann fest mit dem Gestell verbunden sein, wobei eine Schlittenkonstruktion vorgesehen ist, durch die das Gestell entlang der Ruderhauptrichtung und auch in entgegen gesetzter Richtung verschieblich gelagert ist. Die Stellvorrichtung ist dabei der Schlittenkontruktion zugeordnet. Da das Gestell und das Stemmbrett fest miteinander verbunden sind, gibt es in Ruderhauptrichtung gesehen keine Relativgeschwindigkeit zwischen Stemmbrett und Gestell. Eine federnde Lagerung des Stemmbrett am Gestell, sodass sich das Stemmbrett relativ zum Gestell um wenige mm (beispielsweise bis zu 10 mm) bewegen kann, soll unter dieses Ausführungsbeispiel fallen.
Im Folgenden wird Bezug genommen auf die Bewegung des Stemmbretts bzw. auf die Bewegung des Gestells. Bei dem Ausführungsbeispiel, bei dem das Stemmbrett fest mit dem Gestell verbunden ist, entspricht die Bewegung des Stemmbretts der Bewegung des Gestells. Bei dem Ausführungsbeispiel mit dem ortsfesten Gestell bewegt sich das Stemmbrett relativ zum Gestell. In allen Ausführungsbeispielen ist das Stemmbrett bezogen auf einen ortsfesten Punkt oder einen festen Grund in Ruderhauptrichtung (und in entgegengesetzter Richtung) verschieblich gelagert.
Die Schlittenkonstruktion kann einen feststehenden Rahmen und einen verschiebbaren Schlitten aufweisen, der zur Aufnahme eines Stützfußes des Gestells dient. Bei einem Rudergerät mit zwei Stützfüßen können zwei Schlittenkonstruktionen zum Einsatz kommen, jeweils eine Schlittenkonstruktion für einen Stützfuß.
Der Rahmen kann so ausgebildet sein, dass ein Gleitbereich des Schlittens in Ruderhauptrichtung gesehen wenigstens 80 cm oder wenigstens 100 cm lang ist. Versuche und Rechnungen haben ergeben, dass ein Gleitbereich mit einer Länge von 120 cm ausreicht, um bei dem erfindungsgemäßen Rudergerät ein Rudern auf dem Wasser mit gewöhnlichen Kräften und Beschleunigungen nachbilden zu können.
Die Stellvorrichtung kann einen Antrieb aufweisen. In einem Ausführungsbeispiel umfasst der Antrieb eine E-Maschine, die während eines Ruderzyklus vorzugsweise als Generator und als Motor arbeiten kann. Durch eine E-Maschine ist es somit möglich, eine Stellkraft bereitzustellen, die je nach Bedarf das Gestell abbremst (im Generatorbetrieb) oder antreibt (im Motorbetrieb). Die Stellvorrichtung kann Zugmittel aufweisen, durch die der vorzugsweise ortsfeste Antrieb mit dem Schlitten oder dem Stemmbrett verbunden ist. Es ist auch möglich, dass der Antrieb an dem Schlittel bzw. an dem Stemmbrett angeordnet ist und sich damit mit dem Schlitten bzw. dem Stemmbrett mitbewegt.
Der Antrieb kann eine Bremse aufweisen, die die Bewegung des Stemmbretts/Gestells in Ruderhauptrichtung und/oder in entgegengesetzter Richtung abbremst. Die Bremskraft der Bremse ist dabei einstellbar und variiert während eines Ruderzyklus. Beispielsweise kann es sich um eine Scheibenbremse mit einer Bremsscheibe und Bremsbacken handeln, wobei die Bremsbacken mit einer einstellenbaren Kraft gegen die Bremsscheibe gedrückt werden.
Der Antrieb kann ein rotierendes Antriebrad aufweisen, das mit einer Rolle für das Zugmittel in Eingriff steht. Wenn sich das Antriebsrad dreht, zieht das Zugmittel an dem Schlitten und bewegt diesen entsprechend. Gleiches gilt sinngemäß für Zugmittel und Stemmbrett, wenn die Stellvorichtung dem Stemmbrett zugeordnet ist. In diesem Fall zieht das Zugmittel an dem Stemmbrett und bewegt dieses entsprechend.
Der Antrieb muss nicht notwendigerweise Mittel aufweisen, die die Bewegung des Stemmbretts in einer Richtung positiv verstärken. In einem Ausführungsbeispiel umfasst der Antrieb eine Bremse und ist frei von einem Motor, der ein positives Drehmoment abgibt. Beim Durchzug, also wenn der Ruderer sich mit seinen Füßen abstützt, sorgt der Antrieb dafür, dass der Fußkraft eine Widerstandskraft/Bremskraft entgegenwirkt, die in der Phase des Durchzugs variieren kann. Die Bremskraft wirkt dabei in Ruderhauptrichtung, dh. die Bremse verzögert beim Durchzug die Bewegung des Stemmbretts in entgegen gesetzter Richtung zur Ruderhauptrichtung. Beim Freilauf, bei dem durch das Rückwärtsrollen des Ruderers das Stemmbrett durch die Füße in Ruderhauptrichtung gezogen wird, sorgt die Bremse ebenfalls für eine Verzögerung der Bewegung des Stemmbretts. Der Antrieb, hier nur eine Bremse und keinen Motor umfassend, hat in diesem Ausführungsbeispiel lediglich die Aufgabe, die Bewegung des Stemmbretts, verursacht durch das Hin- und Herrollen des Ruders, gezielt abzubremsen bzw. zu verzögern.
In einem Ausführungsbeispiel weist das Zugmittel einen Obertrum und einen Untertrum auf, wobei vorzugsweise der Obertrum mit dem Stemmbrett/Schlitten verbunden ist. Der Obertrum erstreckt sich vorzugsweise zwischen zwei zueinander beabstandeten Umlenkrollen, von denen zumindest eine durch den Antrieb angetrieben ist. Durch den Obertrum und den Untertrum ist es möglich, den Schlitten oder das Stemmbrett in Richtung der angetriebenen Umlenkrolle zu ziehen oder auch über den Umweg der anderen Umlenkrolle von der angetriebenen Umlenkrolle weg zu ziehen.
Die Stellvorrichtung ermittelt in einem Ausführungsbeispiel die Bootsantriebskraft in Abhängigkeit einer Betriebskenngröße der Bremsvorrichtung. Beispielsweise kann diese Betriebskenngröße eine Ruderarbeit sein, die während des Durchzugs in der Bremsvorrichtung anfällt bzw. geleistet wird. Es kann sich auch bei der Betriebskenngröße um einen Verlauf der Widerstandskraft handeln, die bei der Bewegung des Rudergriffs überwunden werden muss. Die Bootsantriebskraft kann dabei ebenfalls ein Verlauf darstellen, der vorzugsweise von einem Ruderwinkel oder von einer Ruderposition des Rudergriffs abhängt (im vorderen Umkehrpunkt wird die Ruderposition vorzugsweise auf 0 cm gesetzt).
Aus einer der Betriebskenngrößen der Bremsvorrichtung kann alternativ oder zusätzlich die Bootswiderstandskraft abgeleitet werden. Beispielsweise können aus der während eines Ruderzyklus in der Bremsvorrichtung angefallenen Ruderarbeit ein Verlauf der Bootsgeschwindigkeit und damit ein Verlauf der Bootswiderstandskraftmodelliert werden.
Die Bootsantriebskraft kann innerhalb eines Ruderzyklus und auch innerhalb des Durchzugs des Ruderzyklus variieren, beispielsweise durch Verknüpfung einer Sinus-Funktion in Abhängigkeit des Ruderwinkels bzw. in Abhängigkeit der Position des Rudergriffs. Die Bootswiderstandskraft kann ebenfalls variieren, indem zur deren Festlegung beispielsweise das Quadrat der nichtkonstanten Bootsgeschwindigkeit zu Grunde gelegt wird.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Stellvorrichtung einen Sensor auf, der eine Relativgeschwindigkeit erfasst, mit der sich das Stemmbrett oder das Gestell relativ zum feststehenden Grund bewegt. Aus dieser Relativgeschwindigkeit und einer mittleren Bootsgeschwindigkeit kann ein Verlauf der (absoluten) Bootsgeschwindigkeit ermittelt werden. Daraus wiederum kann eine variable Bootswiderstandskraft ermittelt werden.
Die Summe aus der Bootswiderstandskraft und der entgegengesetzten Bootsantriebskraft kann der Stellkraft entsprechen, mit der die Stellvorrichtung das Gestell oder das Stemmbrett bewegt. Bei Zugrundelegung eines Ruderzyklus, in dem über den ganzen Ruderzyklus gesehen das Ruderboot nicht beschleunigt oder abgebremst wird, heben sich das Intergral der Bootswiderstandskraft und das Integral der Bootsantriebskraft auf. Dies führt dazu, dass eine Anfangsposition des Gestells oder des Stemmbretts am Anfang des Ruderzyklus einer Endposition des Gestells/Stemmbretts am Ende des Ruderzyklus entspricht. Entsprechend vollführt, bedingt durch die Überlagerung der Stellkraft und der Trägheitsmasse des sich hin- und herbewegenden Ruderers, das Stemmbrett bzw. das Gestell relativ zum ortsfesten Grund eine geschlossene zyklische Bewegung mit gleicher Anfangs- und Endposition.
Die Stellkraft kann zudem eine zusätzliche Komponente aufweisen, die die Trägheitskraft eines fiktiven Bootsgewicht und/oder einer fiktiven Rudermannschaft berücksichtigt. So kann über die Stellkraft zusätzlich simuliert werden, dass die Trainingsperson auf dem Rudergerät in einem (virtuellen) Ruderboot mit mehreren Ruderern sitzt, die während eines Ruderzyklus hin und her rollen und somit deren Trägheitsmasse Einfluss auf die Bootsgeschwindigkeit bzw. auf die Geschwindigkeit hat, mit der das Gestell oder das Stemmbrett bewegt wird. Somit kann auf dem Rudergerät das Rudern eines größeren Ruderboots mit mehreren Ruderern nachgebildet werden. Die hier beschriebene Komponente kann sich in dem weiter oben beschriebenen optionalen Korrekturfaktor KF wiederfinden.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Stellvorrichtung eine Datenschnittstelle zum Einlesen von externen Daten auf, die bei der Berechnung der Stellkraft berücksichtigt werden können. Beispielsweise lassen sich somit Daten eines Ruderboots einlesen, die auf den während eines Ruderzyklus auftretenden Beschleunigungen basieren. Die daraus ableitbaren Kräfte können bei der Ermittlung der Stellkraft ermittelt werden, sodass auf dem erfindungsgemäßen Rudergerät ein Rudergefühl suggeriert wird, man sitze beispielsweise in einem Achter-Ruderboot. Rein theoretisch könnte die Stellvorrichtung auch die Beschleunigungen auf einen Steuermann nachbilden, der ohne Rollbewegung in einem Ruderboot sitzt.
Bevorzugt lassen sich die Daten online bzw. quasi online einlesen, so dass es möglich ist, über das Internet simultan mit einem anderen Ruderer in einem gemeinsamen, fiktiven Ruderboot zu rudern. Bei einem simultanen Ruderschlag erfolgt die mechanische Rückkopplung der Ruderer untereinander über die Stellkraft am Gestell/Stemmbrett des Rudergeräts. Somit ist es möglich, an verschiedenen Orten ein gemeinsames Rudergefühl zu erleben. Auch kann dadurch das Training erleichtert werden, da es bei der Abstimmung zwischen den einzelnen Ruderern nicht zwangsläufig notwendig ist, dass alle Ruderer zusammenkommen und im gleichen Ruderboot sitzen müssen. Die im Ruderboot gefühlte Rückkopplung zwischen den einzelnen Ruderern bzw. zwischen Ruderer und Ruderboots erfolgt durch die modellierte Stellkraft. Auch wenn das gemeinsame Online-Rudern das gemeinsame Rudern auf dem Wasser und die dort gesammelten Erkenntnisse/Erlebnisse nicht vollständig ersetzen kann, so kann das Online-Rudern einen sinnvollen Beitrag zu einem effizienten Training leisten.
Ein Betrieb unter quasi-online-Bedingungen kann erfolgen, indem ein vorangegangener Ruderzyklus analysiert wird und daraus Werte abgeleitet werden, aus denen dann die Stellkraft für den nächsten Ruderzyklus ermittelt wird. Da sich bei einem gleichmäßigen Rudern die einzelnen Ruderzyklen nicht oder sehr gering voneinander unterscheiden, liefert der vorangegangene Ruderzyklus sehr exakte Werte.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung, die Bereitstellung eines Verfahrens zum Betreiben eines oben beschriebenen Rudergeräts, insbesondere eines Rudergeräts nach den Ansprüchen 1 bis 14, wird durch Anspruch 15 gelöst. Die Stellkraft kann erfindungsgemäß so eingestellt werden, dass unter Berücksichtigung des Hin- und Herrollens des Ruderers die Geschwindigkeit, mit der sich das Stemmbrett bewegt, eine Differenzgeschwindigkeit nachbildet, die der variablen Bootsgeschwindigkeit eines Ruderboots auf dem Wasser abzüglich einer mittleren Bootsgeschwindigkeit des Ruderboots entspricht. Der Ruderer auf dem Rudergerät ist somit den Beschleunigungen ausgesetzt, die auf ihn wirken, wenn er in einem Ruderboot auf dem Wasser rudern würde.
Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1: ein erfindungsgemäßes Rudergerät;
Figur 2: von oben schematisch eine Schlittenkonstruktion für das Rudergerät der Figur 1;
Figur 3: von der Seite die Schlittenkonstruktion der Figur 2;
Figur 4: einen schematischen Verlauf der Bootsgeschwindigkeit über der Zeit während eines Ruderzyklus;
Figur 5: das Rudergerät der Figur 1 in der Nähe des vorderen Umkehrpunktes;
Figur 6: das Rudergerät der Figur 1 in der Nähe des hinteren Umkehrpunktes;
Figur 7: ein zweites Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Rudergerät;
Figur 8: ein drittes Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Rudergerät; und
Figur 9: schematisch ein Verlauf der Stellkraft.

Figur 1 zeigt ein in einer ersten Ausführung ein Rudergerät 1 mit einem Gestell 10, auf dem ein Roll- oder Rudersitz 20 in einer Ruderhauptrichtung 2 und dazu entgegengesetzt verschiebbar gelagert ist. Auf dem Rollsitz 20 sitzt eine Trainingsperson oder ein Ruderer 3, der mit seinen Händen einen Rudergriff 30 hält. Der Rudergriff 30 ist mit einem Seil 31 mit einer Bremsvorrichtung 40 verbunden. Die Bremsvorrichtung 40 erzeugt einen Widerstand, der beim Ziehen des Rudergriffs 30 in der Darstellung der Figur 1 nach rechts (in Ruderhauptrichtung 2) überwunden werden muss. Mit anderen Worten fällt durch das Ziehen des Rudergriffs 30 in der Bremsvorrichtung 40 eine Ruderleistung bzw. eine Ruderarbeit an. Die Bremsvorrichtung 40 stellt somit eine Vorrichtung dar, die dazu dient, der Bewegung des Rudergriffs zumindest während des Durchzugs einen Widerstand entgegen zu stellen.
Beim Ziehen des Rudergriffs 30 stützt sich der Ruderer 3 mit seinen Füßen an einem Stemmbrett 11 ab und rollt mit dem Rollsitz nach hinten (in der Darstellung der Figur 1 nach rechts). Nachdem der Ruderer 3 einen hinteren Umkehrpunkt erreicht hat, rollt er mit dem Rollsitz 20 wieder zurück in Richtung des Stemmbretts 11, wobei das Seil 31 in der Bremsvorrichtung 40 aufgewickelt wird. Nach Erreichen eines vorderen Umkehrpunkts zieht der Ruderer 3 wieder an dem Rudergriff 30 und drückt sich dabei an dem Stemmbrett 11 ab. Danach erreicht er wieder die in der Figur 1 dargestellte Position, so dass ein Ruderzyklus abgeschlossen ist. Der Beginn eines Ruderzyklus kann grundsätzlich beliebig gesetzt werden. Oft wird als Beginn eines Ruderzyklus der vordere Umkehrpunkt gesetzt, der beim Rudern auf dem Wasser mit dem Einsetzen der Ruder in das Wasser zusammenfällt (Wasserfassen). Die erste Phase des Ruderzyklus, bei der der Ruderer 3 an dem Handgriff 30 zieht, die mit dem vorderen Umkehrpunkt beginnt und mit dem hinteren Umkehrpunkt endet, wird als Durchzug bezeichnet. Die zweite Phase des Ruderzyklus (vom hinteren Umkehrpunkt zu dem vorderen Umkehrpunkt) wird als Freilauf bezeichnet.
Das Gestell 10 weist eine Anzeige 12 auf. Der Ruderer 3 kann der Anzeige 12 unterschiedliche Daten entnehmen, beispielsweise die Schlagzahl (Anzahl der Ruderzyklen pro Minute), die geruderte Zeit, die Ruderleistung in Watt und/und ein berechneter (fiktiver) Wert für die geruderte Strecke.
Das Gestell 10 weist des Weiteren einen ersten Stützfuß 13 und einen zweiten Stützfuß 14 auf. Der erste Stützfuß 13 stützt sich an einem Schlitten 51 einer ersten Schlittenkonstruktion 50 ab. Die Schlittenkonstruktion 50 weist neben dem Schlitten 51 einen Rahmen 52 auf, auf dem bzw. in dem der Schlitten 51 verschieblich gelagert ist. Der Rahmen 52 steht fest auf einem Grund eines Trainingsraums, Ruderkeller oder dergleichen und ist gegenüber dem Gestell 10 des Rudergeräts 1 so ausgerichtet, dass der Rollsitz 20 und der Schlitten 51 in gleicher Richtung, nämlich entlang der Ruderhauptrichtung 2, verschieblich gelagert sind. Für den zweiten Stützfuß 14 ist eine weitere Schlittenkonstruktion 60 vorgesehen, die wie die Schlittenkonstruktion 50 einen feststehenden Rahmen 62 und einen verschiebbaren Schlitten 61 aufweist. Die weitere Schlittenkonstruktion 60 ist bezogen auf das Gestell 10 des Rudergeräts 1 und der Schlittenkonstruktion 50 ebenfalls so ausgerichtet, dass sich das Gestell 10 des Rudergeräts 1 in Ruderhauptrichtung 2 verschieben lässt.
Der Schlittenkonstruktion 50 ist eine Stellvorrichtung 70 zugeordnet, die dazu dient, eine Stellkraft bereitzustellen, mit der die Bewegung des Schlittens 51 und somit die Bewegung des Gesamtsystems, welches aus Rudergerät 1 und Ruderer 3 besteht, beeinflusst werden kann. Der weiteren Schlittenkonstruktion 60 ist keine Stellvorrichtung zugeordnet. Der Schlitten 61 soll sich hier praktisch widerstandsfrei gegenüber dem feststehenden Rahmen 62 bewegen können.
Die Stellvorrichtung 70 weist einen Motor 71 und eine Steuereinheit 72 auf. Die Steuereinheit 72 ist über Datenleitungen 73, 74 mit der Bremsvorrichtung 40 bzw. mit dem Motor 71 verbunden ist. Über die Datenleitung 74 empfängt die Steuereinheit Signale von der Bremsvorrichtung 40. So kann die Steuereinheit 72 Betriebskenngrößen der Bremsvorrichtung 40 (beispielsweise der zeitliche Verlauf der in der Bremsvorrichtung anfallenden Ruderleistung) empfangen und bei der Festlegung der Stellkraft berücksichtigen, mit der die Bewegung des ersten Stützfußes 13 in oder gegen Ruderhauptrichtung 2 beschleunigt oder abgebremst wird. Über eine Datenschnittstelle 75 können externe Daten 4 von der Stellvorrichtung 70 eingelesen werden. Beispielsweise können die externe Daten 4 über das Internet übermittelte Bewegungs- und Leistungsparameter eines anderen Ruderers umfassen, mit dem der Ruderer 3 virtuell gemeinsam rudern möchte. Die "mechanische" Koppelung zwischen den Ruderern, welche lediglich über das Internet verbunden sind und daher sich an verschiedenen Orten befinden können, erfolgt dabei durch die Stellkraft, deren Höhe und deren Verlauf durch die Stellvorrichtung ermittelt wird.
Die Figuren 2 und 3 zeigen schematisch verschiedene Ansichten der Schlittenkonstruktion 50 sowie Teile der Stellvorrichtung 70. Der rechteckige Rahmen 52 weist zwei Längsstreben 53 und zwei Querstreben 54 auf. Der Schlitten 51 lässt sich längs zu den Längsstreben 53 verschieben. Dazu weist der Schlitten 51 - schematisch dargestellt - Rollen oder Räder 55 auf.
Die Stellvorrichtung 70 weist neben dem als E-Maschine ausgebildeten Motor 71 ein bandförmiges, umlaufendes Zugmittel 76 auf. Ein Obertrum 77 des Zugmittels 76 ist zweigeteilt, wobei zwischen den beiden Teilen 77a, 77b des Obertrums 77 der Schlitten 51 angeordnet ist. Der Obertrum 77 erstreckt sich in Ruderhauptrichtung 2 zwischen zwei Umlenkrollen 78, 79. Die Umlenkrolle 78 steht mit einem Antriebsrad 80 der E-Maschine 71 im Eingriff. Wenn sich das Antriebsrad 80 dreht, so dreht sich auch die Umlenkrolle 78. Ein Untertrum 81 des Zugmittels 76 erstreckt sich durchgehend zwischen den Umlenkrollen 78, 79.
An einer Unterseite kann das Zugmittel 76 ein Profil aufweisen, das in ein entsprechend ausgebildetes Profil am Außenumfang der Umlenkrollen 78, 79 greift. Die Unterseite kann auch glatt sein, sodass nur ein Kraftschluss zwischen Zugmittel 76 und Umlenkrolle 78 gegeben ist. Entsprechend muss dann das Zugmittel 76 unter Spannung stehen, damit ein Drehmoment von der Rolle 78 auf das Zugmittel 76 übertragen werden kann.
Wenn sich das Antriebsrad 80 in der Darstellung der Figur 3 im Uhrzeigersinn dreht (siehe Pfeil 82), dreht sich die Umlenkrolle 78 entgegengesetzt gegen den Uhrzeigersinn, wobei durch den Obertrum 77 der Schlitten 51 in Richtung der E-Maschine 71 gezogen wird. Um den Schlitten 51 in der Darstellung der Figur 3 nach rechts zu bewegen, muss das Antriebszahnrad 80 sich gegen den Uhrzeigersinn drehen. Dabei wird dann insbesondere der Untertrum 81 auf Zug belastet.
Figur 4 zeigt schematisch einen zeitlichen Verlauf der Bootsgeschwindigkeit V_B eines Ruderboots im Wasser während eines Ruderzyklus. Der Ruderzyklus beginnt hier mit dem Durchzug (Eintauschen der Ruder ins Wasser). Der Durchzug ist in Figur 4 durch das römische Zeichen I gekennzeichnet. Dem Durchzug schließt sich der Freilauf II an. In die Bootsgeschwindigkeit V_B fließen dabei alle Faktoren ein, die Einfluss auf die Bootsgeschwindigkeit haben. Diese Faktoren sind die Bootsantriebskraft (also die Kraft, die aufgrund der Ruderarbeit des Ruderers auf das Boot wirkt), die Bootswiderstandskraft, die überwunden werden muss, damit sich das Ruderboot im Wasser bewegt, sowie die Trägheitsmasse von Boot und vom Ruderer bzw. das Hin- und Herrollen des Ruderers, der sich während des Ruderzyklus relativ zum Boot bewegt. Der Bootsgeschwindigkeit V_B kann eine mittlere Geschwindigkeit V_B,mittel zugeordnet werden. Man erkennt, dass die aktuelle Bootsgeschwindigkeit während eines Ruderzyklus um mehr als 20 % vom Mittelwert abweichen kann.
Neben dem Verlauf der Bootsgeschwindigkeit V_B ist noch ein weiterer Verlauf V_AW eingezeichnet. Dieser Verlauf V_AW soll den Anteil der Bootsgeschwindigkeit darstellen, der lediglich auf die Bootsantriebskraft und die Bootswiderstandskraft zurückzuführen ist. Folglich ist ein Abstand V_R der beiden Verläufe V_B, V_AW mit dem Einfluss des Hin- und Herrollens des Ruderers auf die Bootsgeschwindigkeit V_B gleichzusetzen.
Während des Freilaufs II hängt der Geschwindigkeitsverlauf V_AW nur von der Bootwiderstandskraft ab, da sich dann die Ruder nicht im Wasser befinden und folglich keine Antriebskraft auf das Boot wirken kann. In dieser Phase II weist der Verlauf V_AW eine in etwa konstante Steigung kleiner null auf. Das heißt, dass die Bootswiderstandskraft in dieser Phase in etwa konstant ist und zu einer konstanten negativen Beschleunigung führt. Jedoch wird das Boot in dieser Phase nicht langsamer, sondern weist über den größten Bereich des Freilaufs II eine konstante Bootsgeschwindigkeit auf. Der Abfall der Bootsgeschwindigkeit bedingt durch die Bootswiderstandskraft wird hier ausgeglichen durch den das Boot beschleunigenden Effekt des Zurückrollens des Ruderers in Richtung Heck.
In der letzten Phase des Freilaufs wird die Rückrollbewegung abgebremst, in dem sich die Füße an dem Stemmbrett 11 abstützen. Diese auf das Stemmbrett 11 wirkende Kraft bremst das Boot stark ab. Zum Ende des Freilaufs II bzw. zum Beginn des Durchzugs I findet die Richtungsumkehr der Rollbewegung des Rollsitzes statt. Auch zu Beginn des Durchzugs I ist der Einfluss der Rollbewegung auf die Bootsgeschwindigkeit sehr groß, da der Ruderer nun in die Beinstreckung geht und entsprechend Druck auf das Stemmbrett 11 ausübt. In der ersten Phase des Durchzugs I halten sich die Bootswiderstandskraft und die Bootsantriebskraft die Waage. Entsprechend weist hier der Verlauf V_AW eine Steigung gleich null auf (die Beschleunigung bedingt durch die Bootsantriebskraft und die Bootswiderstandskraft ist hier gleich null). Erst wenn im Durchzug II die Ruderschaufeln einen richtigen Gegendruck verspüren, steigt der Geschwindigkeitsverlauf V_AW deutlich an, dh. in dieser Phase ist die Bootsantriebskraft deutlich größer als die Bootswiderstandskraft.
Erst am Ende des Durchzugs I erreicht die Bootsgeschwindigkeit V_B den Mittelwert V_B,mittel. Dieser Zeitpunkt ist in Figur 4 mit P1 bezeichnet. Praktisch über den gesamten Freilauf II ist die Bootsgeschwindigkeit V_B größer als der Mittelwert V_B,mittel. Erst am Ende des Freilaufs II kurz vor Beginn des Durchlaufs I sinkt die Bootsgeschwindigkeit V_B wieder unterhalb dem Mittelwert V_B,mittel ab (siehe Punkt P2).
Die in Figur 4 dargestellten kinematischen Zusammenhänge werden beim erfindungsgemäßen Rudergerät durch die auf das Gestell wirkende Stellkraft abgebildet. Dabei soll die Stellkraft hier nur den Einfluss der Bootsantriebskraft und der Bootswiderstandskraft auf die "fiktive Bootsgeschwindigkeit" des Rudergeräts widerspiegeln. Der Einfluss des Hin- und Herrollens des Ruderers auf die Bootsgeschwindigkeit beim Rudern auf dem Wasser kann mit dem Einfluss des Hin- und Herrollens des Ruderers auf dem Rudergerät in Bezug auf den feststehenden Rahmen der Schlittenkonstruktion gleichgesetzt werden und muss daher nicht durch die Stellkraft nachgebildet werden. Voraussetzung für eine Gleichsetzung ist, dass die Masse der beweglichen Teile des Rudergeräts (beim Ausführungsbeispiel der Figur 1 wären diese das Gestell 10 mit Stemmbrett 11, die Bremsvorrichtung 40, die Anzeige 12, Stützfüße 13, 14 sowie die Schlitten 51 und 61) zumindest in etwa der Masse des nachzubildenden Ruderboots entspricht (der Rollsitz 20 wird gedanklich hier der Masse des Ruderers zugeordnet). Die Resultierende aus der Bootsantriebskraft und der Bootswiderstandskraft entspricht der Stellkraft, die - bei überlagerter Bewegung durch das Hin- und Herrollen des Ruderers - auf das Gestell 10 wirkt.
Wenn beim erfindungsgemäßen Rudergerät der Freilauf II nachgebildet werden soll, so wird die Stellkraft mit der hier nur zu berücksichtigenden Bootswiderstandskraft (Bootsantriebskraft beim Freilauf II gleich null) gleichgesetzt, die beispielsweise -35 N betragen kann. Bei einem Gesamtgewicht von Ruderer und Ruderboot von 100 kg würde dies zu einer Verzögerung a von - 0,35 m/s² führen. Da die Bootswiderstandskraft das Ruderboot abbremst und entgegen der Fahrtrichtung des Ruderboots wirkt, wirkt auch beim erfindungsgemäßen Rudergerät 1 die Stellkraft in der Darstellung der Figur 1 nach links, also entgegen der Ruderhauptrichtung 2.
Beim Durchzug I weist die Geschwindigkeit V_AW hauptsächlich eine positive Steigung auf (siehe Figur 4), was mit einer positiven Beschleunigung in Richtung der Fahrtrichtung des Ruderboots einhergeht. Bei unterstelltem Gesamtgewicht von wiederum 100 kg würde dies bei einer Stellkraft von 125 N zu einer Beschleunigung von a = 1,25 m/s² führen. Diese Stellkraft würde in Ruderhauptrichtung 2 (fiktive Fahrtrichtung des Rudergeräts) wirken, also in der Darstellung der Figur 1 nach rechts.
Figur 5 soll die Position des Ruderers 3 darstellen, die mit dem Zeitpunkt P2 in Figur 4 innerhalb des Ruderzyklus zeitlich zusammenfällt. Der Ruderer 3 befindet sich unmittelbar vor dem vorderen Umkehrpunkt, also unmittelbar vor dem Beginn des nächsten Durchzugs I. Der Schlitten 51 der Schlittenkonstruktion 50 soll sich hier in einer ersten Endposition befinden. In der Tat fällt in diesem Zeitpunkt P2 die Bootsgeschwindigkeit V_B unterhalb der mittleren Bootsgeschwindigkeit V_B,mittel, was zur Folge hat, dass nun der Schlitten 51 beginnt, sich entgegen der Ruderhauptrichtung nach links in Richtung des Pfeils 56 zu bewegen. Dem Zeitpunkt P2 ging eine lange Phase der erhöhten Geschwindigkeit voraus, was zur Folge hatte, dass der Schlitten 51 in diese Endposition bewegt wurde.
Figur 6 soll die Position des Ruderers 3 darstellen, die mit dem Zeitpunkt P1 in Figur 4 innerhalb des Ruderzyklus zeitlich zusammenfällt. Der Ruderer 3 befindet sich unmittelbar vor dem hinteren Umkehrpunkt, also unmittelbar vor dem Beginn des Freilaufs II. Der Schlitten 51 der Schlittenkonstruktion 50 soll sich hier in einer zweiten Endposition befinden. In diesem Zeitpunkt P1 schneidet die aktuelle Bootsgeschwindigkeit V_B die mittlere Bootsgeschwindigkeit V_B,mittel und bleibt praktisch über den gesamten Freilauf II bis zum Zeitpunkt P2 oberhalb der mittleren Bootsgeschwindigkeit. Der Schlitten 51 bewegt sich entsprechend nun in Richtung des Pfeils 57 in der Darstellung der Figur 6 nach links in die Ruderhauptrichtung 2.
Die Stellkraft für den Schlitten 51 bewirkt somit in Zusammenspiel mit den Trägheitsmassen von Ruderboot (Rudergerät) und Ruderer, dass sich der Schlitten mit einer Geschwindigkeit bewegt, die der Differenz der Bootsgeschwindigkeit V_B zu der mittleren Bootsgeschwindigkeit V_B,mittel entspricht. Diese Differenzgeschwindigkeit ist in den Figuren 4 bis 6 mit ΔV gekennzeichnet. Die Beschleunigungen, die der Ruderer auf dem Rudergerät dabei erfährt, entsprechen den Beschleunigungen beim wirklichen Rudern im Ruderboot auf dem Wasser.
Die Figuren 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Rudergerät. In den Figuren 7 und 8 werden für Bauteile und Merkmale, die zu den Bauteilen und Merkmalen des Ausführungsbeispiels der Figur 1 ähnlich oder identisch sind, gleiche Bezugszeichen verwendet. In Folgenden wird auf die Unterschiede zum Ausführungsbeispiel der Figur 1 eingegangen. Bezüglich der Gemeinsamkeiten wird auf die obige Figurenbeschreibung verwiesen.
Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel der Figur 1 steht das Gestell 10 mit dem ersten Stützfuß 13 und dem zweiten Stützfuß 14 fest auf einem festen Grund oder Boden, der in den Figuren 7 und 8 mit den Bezugszeichen 5 versehen ist. Im Ausführungsbeispiel der Figur 7 sind das Stemmbrett 11 und die Bremsvorrichtung 40 Teile einer verschiebbaren Einheit, die sich in Ruderhauptrichtung 2 und in entgegen gesetzter Richtung hin- und her bewegen lässt. Der Antrieb 71 soll hier auch Teil der verschiebbaren Einheit sein und bewegt sich mit dem Stemmbrett 11.
Bei dem Rudergerät der Figur 8 ist die Bremsvorrichtung 40 fest mit dem Gestell 10 verbunden, hier ist nur das Stemmbrett 11 bzw. ein Stemmbrett-Schlitten 15, auf dem das Stemmbrett 11 befestigt ist, verschieblich gelagert. Auf dem Stemmbrett-Schlitten 15 ist zudem der Antrieb 71 angeordnet. Dieser Antrieb 71 kann beispielsweise nur eine Bremse umfassen, die die Bewegung des Stemmbretts 11, welche durch das Hin- und Herrollen des Ruderers 3 abbremst, um so - zumindest in guter Näherung - den Einfluss der Bootsantriebskraft und der Bootswiderstandskraft auf die Geschwindigkeit des Stemmbretts 11 bzw. des virtuellen Ruderboots nachzubilden.
Figur 9 zeigt für ein Ausführungsbeispiel den Verlauf der Stellkraft 83. Auf der x-Achse ist Zuglänge des Durchzugs von 0 bis 100 % aufgetragen. Auf der vertikalen y-Achse ist die Stellkraft in N wiedergegeben. Zu erkennen ist, dass bei etwa 20 % des Durchzugs (bei 0 % beginnt der Durchzug) die Stellkraft eine erste Nullstelle aufweist. Danach steigt die Stellkraft bis zu einem Maximum an, welches zwischen 40 und 55 % liegt. Eine zweite Nullstelle liegt bei ca. 85 %. Vor der ersten Nullstelle und nach der zweiten Nullstelle ist die Stellkraft bei dem Durchzug kleiner null. Figur 9 zeigt nicht die Stellkraft während des Freilaufs Die Stellkraft ist während des gesamten Freilaufs kleiner null.

Claims

Rudergerät (1) umfassend:
a. ein Gestell (10),

b. einen Rollsitz (20), der auf dem Gestell (10) entlang einer Ruderhauptrichtung (2) verschiebbar gelagert ist,

c. einen bewegbaren Rudergriff (30),

d. eine mit dem Rudergriff (30) verbundene Bremsvorrichtung (40), und

e. ein entlang der Ruderhauptrichtung (2) verschiebbar gelagertes Stemmbrett (11),
wobei eine Stellvorrichtung (70) zur Bereitstellung einer Stellkraft vorgesehen ist, durch die die Bewegung des Stemmbretts (11) zur Nachbildung einer Bootsantriebskraft und einer Bootswiderstandskraft eines Ruderboots auf dem Wasser abgebremst oder beschleunigt werden kann, wobei für eine erste Phase eines Ruderzyklus ein Verlauf der Stellkraft eine erste Nullstelle, eine zweite Nullstelle und ein zwischen den Nullstellen liegendes Maximum aufweist, wobei für eine zweite Phase des Ruderzyklus der Verlauf der Stellkraft durchgängig kleiner Null ist, und wobei die Stellkraft in Ruderhauptrichtung wirkt, wenn sie größer null ist.
Rudergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlauf der Stellkraft berechnet wird aus: $F_{Stell} = F_{H} * [K_{1} * \cos α - 1] - F_{Drag} + KF$ mit
F_Stell Stellkraft, die direkt oder indirekt auf das Stemmbrett wirkt;

F_H Kraft, die auf den Handgriff wirkt;

K₁ Konstante, die in einem Bereich von 1,3 bis 1,6 liegt;

F_Drag Bootswiderstandskraft, die auf den Rumpf des Ruderboots wirkt;

KF optionaler Korrekturfaktor; und

α Auslegewinkel beim Rudern auf dem Ruderboot.
Rudergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stemmbrett (11) verschiebbar auf dem Gestell (10) gelagert ist, wobei die Stellvorrichtung (70) dem Stemmbrett (11) zugeordnet ist.
Rudergerät (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtung (40) und das Stemmbrett (11) eine verschiebbare Einheit bilden.
Rudergerät (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stemmbrett (11) fest mit dem Gestell (10) verbunden ist, wobei eine Schlittenkonstruktion vorgesehen ist, durch die das Gestell (10) entlang der Ruderhauptrichtung (2) verschieblich gelagert ist, und wobei die Stellvorrichtung (70) der Schlittenkonstruktion (50) zugeordnet ist.
Rudergerät (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlittenkonstruktion (50) einen feststehenden Rahmen (52) und einen verschiebbaren Schlitten (52) aufweist, der zur Aufnahme eines ersten Stützfußes (13) des Gestells dient.
Rudergerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellvorrichtung (70) einen Antrieb (71) und Zugmittel (76) aufweist.
Rudergerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellvorrichtung (70) die Bootsantriebskraft und/oder die Bootswiderstandskraft in Abhängigkeit wenigstens einer Betriebskenngröße der Bremsvorrichtung (40) ermittelt.
Rudergerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bootsantriebskraft und/oder die Bootswiderstandskraft innerhalb eines Ruderzyklus variiert.
Rudergerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellvorrichtung (70) einen Sensor aufweist, der eine Relativgeschwindigkeit erfasst, mit der sich das Stemmbrett relativ zum feststehenden Grund bewegt.
Rudergerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellkraft von einem Bootsgewicht und/oder einem Mannschaftsgewicht abhängt.
Rudergerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Datenschnittstelle (75) zum Einlesen von externen Daten (4) vorgesehen ist, die bei der Berechnung der Stellkraft berücksichtigt werden.
Verfahren zum Betreiben eines Rudergeräts (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellkraft so eingestellt wird, dass unter Berücksichtigung des Hin- und Herrollens eines Ruderes, der auf dem Rollsitz (20) sitzt, eine Geschwindigkeit, mit der sich das Stemmbrett bewegt, eine Differenzgeschwindigkeit nachbildet, der der variablen Bootsgeschwindigkeit eines Ruderboots auf dem Wasser abzüglich einer mittleren Bootsgeschwindigkeit des Ruderboots entspricht.