DE19733595C2

DE19733595C2 - Method and device for muscle training

Info

Publication number: DE19733595C2
Application number: DE19733595A
Authority: DE
Inventors: Eugen Froehlich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-07-25
Filing date: 1997-07-25
Publication date: 1999-06-24
Anticipated expiration: 2017-07-26
Also published as: DE19733595A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Muskeltraining mithilfe einer in einem senkrecht stehenden Führungsrahmen verschiebbar geführten, motorangetriebenen Handhabe.The invention relates to a method and an apparatus for Muscle training using one in a vertical position Guide frame slidably guided, motor-driven handle.

Aus der DE 37 27 689 A1 ist ein Muskeltrainingsgerät bekannt ge worden, bei dem eine Übungsperson eine Handhabe eines Gewichts körpers erfaßt und gegen dessen Bewegung drückt, die durch einen auf unterschiedliche Drehmomente einstellbaren Elektromotor in einem Führungsgestell erzeugt wird. Der Elektromotor soll dem Ge wichtskörper eine auf die jeweilige Trainingsperson eingestellte konstante Last geben, welche die Trainingsperson durch entsprechen des Entgegenstemmen überwinden soll, wobei der Elektromotor eine Drehrichtungsumkehr erfährt.A muscle training device is known from DE 37 27 689 A1 in which an exercise person is handling a weight body and presses against its movement by a electric motor adjustable to different torques a guide frame is generated. The electric motor is intended for the Ge weight body adjusted to the respective training person give constant load which the training person corresponds to to overcome the counteracting, the electric motor a Direction of rotation reversed.

Der Nachteil dieses Trainingsgeräts besteht darin, daß bei der Trainingsperson keine maximale Muskelanspannung stattfindet, sondern nur eine solche, die zur Einleitung und Aufrechterhaltung der Drehrichtungsumkehr des Elektromotors ausreicht.The disadvantage of this training device is that the Training person does not take maximum muscle tension, but only one that is used to initiate and maintain the Reversing the direction of rotation of the electric motor is sufficient.

Es ist bekannt, daß der Muskel eine komplizierte Struktur aufweist. Er enthält außer Sehnen noch drei verschiedene Muskelfasertypen: weiße, rote und gemischte Fasern.It is known that the muscle has a complicated structure. In addition to tendons, it contains three different types of muscle fibers: white, red and mixed fibers.

Diese verschiedenen Fasertypen haben auch verschiedene Aufgaben. Sie reagieren auf verschiedene Reizarten.These different types of fibers also have different tasks. she react to different types of stimuli.

Übungen mit leichteren Lasten und relativ hohen Geschwindigkeiten aktivieren eher die weißen Muskelfasern. Höhere Lasten und niedrige Geschwindigkeit beanspruchen mehr die roten Fasern.Exercises with lighter loads and relatively high speeds rather activate the white muscle fibers. Higher loads and lower ones The red fibers demand more speed.

Jede Myofibrille arbeitet nach dem "Alles oder nichts"-Prinzip, das heißt, daß jede einzelne Myofibrille entweder voll kontrahiert oder völlig entspannt ist.Each myofibril works on the "all or nothing" principle means that every single myofibril either contracts fully or is completely relaxed.

Jede Bewegung ist immer mit einem gewissen Kraftaufwand verbunden. Every movement is always associated with a certain amount of effort.

Die Kraftentfaltung ist um so größer, je mehr Myofibrillen gleich zeitig in die Aktion einbezogen werden können. Eine maximale Kraft kann dementsprechend nur dann entwickelt werden, wenn alle Myofibrillen zur gleichen Zeit kontrahieren, also wenn von den Nervenzentren regelrecht eine Salve von elektrischen Impulsen in den Muskel abgefeuert wird. Das passiert nur dann, wenn man versucht, einen unbewegten Gewichtskörper in Bewegung zu versetzen. Wir sprechen in diesem Fall von einer isometrischen Muskelspannung.The more myofibrils the same, the greater the power delivery can be included in the promotion at an early stage. Accordingly, a maximum force can only be developed if all myofibrils contract at the same time, i.e. if of a burst of electrical impulses in the nerve centers the muscle is fired. That only happens when you try to set an immobile body in motion. We speak in this case isometric muscle tension.

Eine Muskelspannung geschieht nicht ohne Beteiligung der Sehnen. Die Sehne ist das Glied, die "Brücke", wodurch die Kraft auf einen Gegen stand übertragen wird. Um hohe sportliche Leistungen zu erzielen und um ohne Verletzungen davon zu kommen, müssen die Sehnen mindestens so stark sein wie die Muskeln, wenn nicht noch mehr. In der Praxis sehen wir oft ein ganz anderes Bild: Eine ausgezeichnete Muskelhypertrophie einerseits und schwache, vernach lässigte Sehnen und Bänder andererseits.Muscle tension does not occur without tendon involvement. The Tendon is the limb, the "bridge", which exerts force on a counter status is transferred. To achieve high athletic performance and To get away without injuries, the tendons must at least be as strong as the muscles, if not more. In practice, we often see a completely different picture: Excellent muscle hypertrophy on the one hand and weak, vernach relaxed tendons and ligaments on the other hand.

Die verschiedenen Strukturen des Muskels - die Muskelfasertypen und Sehnen - sind an spezifische Reize angepaßt. Was gut für die Muskel kraft ist, führt noch lange nicht zur Entwicklung der Maximalkraft und trägt kaum zur Stärkung der Sehnen und Bänder bei.The different structures of the muscle - the types of muscle fibers and Tendons - are adapted to specific stimuli. What good for the muscle strength is far from leading to the development of maximum strength and contributes hardly to strengthen the tendons and ligaments.

Jeder Muskel verfügt über sogenannte Muskelspindeln, die die Funktion von Dehnrezeptoren haben. Sie sind den Muskelfasern parallel geschaltet. Wenn ein Muskel gedehnt wird, dehnen sich auch die Muskelspindeln und die Sehnen mit.Every muscle has so-called muscle spindles that function of stretch receptors. They are connected in parallel to the muscle fibers. When a muscle is stretched, the muscle spindles and stretch the tendons with.

Die Golgi-Organe, die in den Sehnen und in den Muskelspindeln sitzen, melden sofort die zunehmende Spannung an das Rückenmark. Die Reizschwelle der Golgi-Organe ist bedeutend höher als die der Muskelfasern. Es wurde festgestellt, daß sie nur bei einer Kombination von maximaler Muskel spannung und gleichzeitiger Dehnung anspringen.The Golgi organs, which sit in the tendons and in the muscle spindles, immediately report the increasing tension on the spinal cord. The stimulus threshold the Golgi organs are significantly higher than those of the muscle fibers. It was found that they were only with a combination of maximum muscle tension and simultaneous stretch begin.

Um das Wachstum der maximalen Muskelkraft anzuregen, müßte praktisch der Muskel in eine Lage gebracht werden, wo er gezwungen wäre, gleichzeitig eine isometrisch-positive und isometrisch-negative Kontraktion auszuüben.In order to stimulate the growth of maximum muscle strength, it should be practical the muscle is brought into a position where it would be forced an isometric-positive and isometric-negative at the same time To exercise contraction.

Bei Kniebeugeübungen werden die Beine nur in einem einzigen Punkt in die maximale Spannung versetzt, nämlich bei einem Gelenkwinkel von 90°. Das bedeutet, daß in allen Gelenkwinkeln, die außerhalb der 90° sind, die Reizstärke nicht mehr ausreichend für die Steigerung der Maximalkraft ist. Übungen mit konstanten Lasten, die bewegt werden müssen, also dynamische Übungen, egal in welcher Form, sind nicht geeignet, um alle Muskelfasern während des kompletten Bewegungsab laufes zu aktivieren. Sie sind auch wenig geeignet, die Sehnen zu stärken.When doing squats, the legs are only in one point placed in the maximum tension, namely at a joint angle of 90 °. That means that at all joint angles that are outside the 90 ° are, the stimulus strength is no longer sufficient for increasing the Maximum force is. Exercises with constant loads that are moved must, so dynamic exercises, no matter in what form, are not suitable for all muscle fibers during the complete movement activate run. They are also not very suitable for strengthening the tendons.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und ein Trainingsgerät zu schaffen, das die Muskeln nicht zwingt, nur bestimmte konstante Gewichtskörper in Bewegung zu setzen und zu halten, sondern diese veranlaßt, dauernd und mehrfach maximale Anstrengungen aufzubringen, die durch den sich bewegenden Gewichtskörper jedesmal beendet werden, sei es durch die maximale Muskelanspannung überschreitende oder unter schreitende Gewichtskörperbelastungen.The invention is based on the object, a method and a To create exercise equipment that does not force the muscles, only certain ones to set and keep constant weight bodies, but causes them to continuously and repeatedly exert maximum efforts, which are always ended by the moving weight body, be it by the maximum muscle tension exceeding or under striding weight body loads.

Gelöst wird diese Aufgabe verfahrensmäßig durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Verfahrensschritte und hinsichtlich der Vorrichtung durch die im Patentanspruch 2 aufgeführten Merkmale.This problem is solved procedurally by the in claim 1 specified process steps and with regard to the device the features listed in claim 2.

Bei der in den Fig. 1 und 2 in zwei unterschiedlichen Seitenansichten dargestellten Ausführungsform der Erfindung wird die Handhabungsstange 5 in beiden entgegengesetzten Richtungen mit einer konstanten Geschwindig keit (ca. 9,8-10 cm/s) bewegt. Die Geschwindigkeit der Stange 5 ist von der Übungsperson nicht beeinflußbar. Sie geht sozusagen "ihren Weg" nach oben, bis sie den oberen Endschalter 3 erreicht hat und dann nach unten bis zum unteren Endschalter 4, wieder nach oben und wieder nach unten u. s. w.In the embodiment illustrated in FIGS. 1 and 2 in two different side views of embodiment of the invention, the handling rod 5 is in two opposite directions with a constant VELOCITY speed (about 9.8 to 10 cm / s) is moving. The speed of the rod 5 cannot be influenced by the exercise person. It goes, so to speak, "its way" up until it has reached the upper limit switch 3 and then down to the lower limit switch 4 , up and down again, etc

Der Sinn der Übung liegt darin, daß der Athlet sich mit voller Kraft an der nach oben bewegbaren Stange 5 anlegt. Der Athlet drückt die Stange nach oben, kann sie aber nicht beschleunigen. Alle Muskelfasern werden jetzt mobilisiert und entwickeln eine Maximalspannung. Dadurch, daß die Stange eine geringe Geschwindigkeit hat, kann der Muskel oder alle Muskeln, die in der konkreten Übung beteiligt sind, die maximale Spannung in jeder Phase beige halten.The purpose of the exercise is that the athlete puts on the upwardly movable rod 5 with full force. The athlete pushes the bar up but cannot accelerate it. All muscle fibers are now mobilized and develop a maximum tension. Because the bar has a low speed, the muscle or all muscles involved in the specific exercise can maintain the maximum tension in each phase.

Es wird damit das erreicht, was mit den üblichen Geräten nicht zu schaffen ist, und zwar eine isometrische und gleichzeitig eine konzentrische Muskel funktion.It is achieved what can not be done with the usual devices is an isometric and at the same time a concentric muscle function.

Hat die Stange jetzt den oberen Endschalter 3 betätigt, wird der Elektro motor 9 sofort umgeschaltet, die Stange wird nach unten gefahren. Der Athlet drückt jetzt mit voller Kraft dagegen, als ob er die Stange stoppen will, kann aber nicht. Die Muskelspannung ist wieder maixmal. In diesem Fall sprechen wir von einer isometrischen und gleichzeit einer exzentrischen Muskelfunktion.If the rod has now actuated the upper limit switch 3 , the electric motor 9 is switched over immediately, the rod is moved downwards. The athlete now pushes against it with full force as if to stop the bar, but cannot. The muscle tension is again great. In this case we speak of an isometric and at the same time an eccentric muscle function.

Gerade diese eigenartige Kombination von isometrischen, konzentrischen und exzentrischen Muskelfunktionen schafft die Voraussetzung für die Entwicklung der maximalen Kraft der Muskeln und der Stärkung der Sehnen.This peculiar combination of isometric, concentric and Eccentric muscle functions creates the conditions for development the maximum strength of the muscles and the strengthening of the tendons.

Je nach dem, wie hoch und wie weit voneinander die Endschalter 3 und 4 ein gestellt sind, ist es möglich, entweder den ganzen Bewegungsablauf zu trainie ren, oder nur gezielt einen bestimmten Gelenkwinkel "durchzuarbeiten".Depending on how high and how far from each other the limit switches 3 and 4 are set, it is possible to either train the entire movement sequence, or only "work through" a specific joint angle.

Der im Gerät vorgesehene Kettenspanner 2 mit Feder 11 gewährleistet eine gewisse Bewegungsfreiheit der Stange in sagittaler Ebene. Man kann die Stange während der Übung an den Körper "heranziehen" oder "wegdrücken", was den natürlichen Bewegungsablauf aufrechthält.The chain tensioner 2 with spring 11 provided in the device ensures a certain freedom of movement of the rod in the sagittal plane. You can "pull" the bar towards the body or "push it away" during the exercise, which maintains the natural sequence of movements.

Weiter ist noch eine Kontakt-Druckplatte 6 vorgesehen. Der Athlet steht, sitzt oder liegt auf der Platte 6 und übt während der Übung einen Druck auf die Platte 6 aus. In der Platte sind Sensoren eingebaut, die den Druck in elektrischen Strom umwandeln und zum PC bzw. Steuerpult leiten und somit das Meß- und Auswertungsverfahren ermöglichen.A contact pressure plate 6 is also provided. The athlete stands, sits or lies on the plate 6 and exerts pressure on the plate 6 during the exercise. Sensors are built into the plate, which convert the pressure into electrical current and direct it to the PC or control panel, thus enabling the measurement and evaluation process.

Die Kontakt-Druckplatte 6 ist noch mit einer einstellbaren Meßwert-Regi striervorrichtung ausgerüstet. Diese Meßwert-Registriervorrichtung startet den Elektromotor, wenn die notwendige Kraftschwelle erreicht ist und stoppt ihn sofort, wenn der Druck auf die Platte 6 abfällt oder ganz weg ist.The contact pressure plate 6 is still equipped with an adjustable measurement registering device. This measured value recording device starts the electric motor when the necessary force threshold is reached and stops it immediately when the pressure on the plate 6 drops or is completely gone.

Der Elektromotor 9 treibt das Kettenpaar 10, 10 über das Getriebe 8, die Antriebsachse 7 und das Kettenradpaar 1, 1 jeweils mit konstanter Geschwin digkeit abwechselnd nach oben und nach unten an. Das Kettenpaar 10, 10 ist in einem senkrecht stehenden Führungsrahmen 13 geführt, der in seinem oberen Ende das freilaufende Kettenradpaar 12, 12 trägt und der an seinem unteren Ende auf einem Podest 14 abgestützt ist, das oberseitig die als Standfläche für die Trainingsperson dienende Kon takt-Druckplatte 6 trägt.The electric motor 9 drives the pair of chains 10 , 10 via the transmission 8 , the drive axle 7 and the pair of sprockets 1 , 1, each with a constant speed alternately upwards and downwards. The pair of chains 10 , 10 is guided in a vertical guide frame 13 , which carries the free-running sprocket pair 12 , 12 in its upper end and which is supported at its lower end on a pedestal 14 , which on the upper side serves as a standing surface for the training person Kon -Pressure plate 6 carries.

An der Schnittstelle 15 des Podests 14 ist ein Kontrollpult oder ein PC zur Daten- bzw. Meßwertübertragung anschließbar.A control panel or a PC for data or measured value transmission can be connected to the interface 15 of the platform 14 .

Die Sicherheit des Sportlers wird durch die entsprechende Positionierung der Endschalter 3 und 4 zum einen und die permanente Überwachung der Übung durch den Trainer zum anderen gewährleistet.The safety of the athlete is ensured by the appropriate positioning of the limit switches 3 and 4 on the one hand and the permanent monitoring of the exercise by the trainer on the other.

Die Maschine kann darüber hinaus jederzeit durch einen Not-Aus-Schalter direkt ausgeschaltet werden.The machine can also be operated at any time using an emergency stop switch turned off.

Durch den Einsatz der Maschine läßt sich das Leistungsniveau eines jeden Kraftsportlers deutlich und vor allem nachweisbar, weil konkret meß- und auswertbar, steigern.By using the machine, the performance level of everyone can be Strength athletes clearly and above all verifiable, because they measure and evaluable, increase.

Claims

1. Method for muscle training using a motor-driven handle which is displaceably guided in a vertical guide frame, characterized in that

1. the handle grasped by the training person during their movement in one direction is continuously pressed with the maximum muscle force that can be applied in this direction and
2. The handle held by the training person is continuously braked during this movement in an opposite direction with the maximum muscle force that can be applied against this direction.

2. Device for performing the method according to claim 1, characterized by

1. a pair of chains ( 10 , 10 ) guided in a vertical guide frame ( 13 ), running via an upper free-running sprocket pair ( 12 , 12 ) and driven by an electric motor ( 9 ) via a gear ( 8 ) and a common drive axle ( 7 ) ),
2. which is connected to one another by a handling rod ( 5 ) and
3. which is moved by the contact of the handling rod with an upper ( 3 ) and a lower limit switch ( 4 ) alternately in two opposite directions.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the one ( 3 ) or both ( 3 , 4 ) limit switches are formed adjustable in height.

4. The device according to claim 2, characterized in that the pair of chains ( 10 , 10 ) by means of a spring ( 11 ) equipped chain tensioner ( 2 ) is held under tension.

5. The device according to claim 2, characterized in that

1. the vertical guide frame ( 13 ) stands on a pedestal ( 14 ),
2. which carries on the top a contact pressure plate ( 6 ) serving as a standing surface for the training person,
3. which is equipped with a sensor and a measuring device for measuring the force exerted by the training person.

6. The device according to claim 5, characterized in that

1. the measuring device for measuring the force exercised by the training person is equipped with an adjustable measured value registration device,
2. which switches off the electric motor ( 9 ) of the handling rod ( 5 ) when the value falls below a set value.

7. The device according to claim 5, characterized in that

1. the measuring device for measuring the force exercised by the training person is equipped with an interface ( 15 ),
2. to which a control panel or a PC can be connected for data or measured value transmission.

8. The device according to claim 7, characterized in that

1. the control panel or the PC is equipped with a recording device,
2. which records the transmitted data or measured values for evaluation by the trainer.