DE202011050682U1 - Clothing for electro-myo-stimulation - Google Patents
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Abstract
Bekleidungsstück (1) zur Elektro-Myo-Stimulation, aufweisend eine Trägerschicht (2) und mindestens eine flächige Elektrode (4), wobei die Elektrode (4) auf einer Innenseite (6) der Trägerschicht (2) angeordnet ist und mittels mindestens eines elektrischen Strom leitenden Verbindungselements (8) an eine Spannungsquelle anschließbar oder angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (2) aus einem geschäumten Polymermaterial mit elastomeren Eigenschaften gefertigt ist.Garment (1) for electro-myo-stimulation, comprising a carrier layer (2) and at least one flat electrode (4), the electrode (4) being arranged on an inside (6) of the carrier layer (2) and by means of at least one electrical one Electrically conductive connecting element (8) can be connected or connected to a voltage source, characterized in that the carrier layer (2) is made from a foamed polymer material with elastomeric properties.
Description
Einleitungintroduction
Die Erfindung betrifft ein Bekleidungsstück zur Elektro-Myo-Stimulation, aufweisend eine Trägerschicht und mindestens eine flächige Elektrode, wobei die Elektrode auf einer Innenseite der Trägerschicht angeordnet ist und mittels mindestens eines elektrischen Strom leitenden Verbindungselements an eine Spannungsquelle anschließbar oder angeschlossen ist.The invention relates to an item of clothing for electro-myo-stimulation, comprising a carrier layer and at least one planar electrode, wherein the electrode is arranged on an inner side of the carrier layer and can be connected or connected to a voltage source by means of at least one electrical current-conducting connecting element.
Stand der TechnikState of the art
Bekleidungsstücke der eingangs beschriebenen Art sind nach dem Stand der Technik bereits bekannt – beispielsweise aus der
Ein weiteres wichtiges Anwendungsgebiet findet sich im heutzutage weit verbreiteten Fitnesssektor. Somit lassen sich beispielsweise Übungen und Trainingspläne in Fitnessstudios durch eine Behandlung mittels einer Elektro-Myo-Stimulation (EMS) ergänzen, so dass ein verhältnismäßig zügiger und umfassender Muskelaufbau erreicht werden kann, der nach dem Wunsch der Anwender üblicherweise zu einer Veränderung der körperlichen Erscheinung und gegebenenfalls zu einer gesteigerten Fettverbrennung beiträgt.Another important field of application is found in the now widespread fitness sector. Thus, for example, exercises and training plans in gyms can be supplemented by treatment with electro-myo-stimulation (EMS), so that a relatively rapid and comprehensive muscle can be achieved, according to the desire of the user usually to a change in physical appearance and possibly contributes to increased fat burning.
Im Zusammenhang mit EMS ist es von besonderer Bedeutung, dass das verwendete Bekleidungsstück einen sicheren und vollflächigen Kontakt zwischen den Elektroden des Bekleidungsstücks und der Haut des Anwenders über den jeweilig zu aktivierenden Muskeln ausbildet. Ist ein derartiger Kontakt nicht gegeben, kann der in die Elektroden geleitete Strom nicht wie beabsichtigt auf den jeweilig zu beanspruchenden Muskel wirken sondern wird durch die Luftschicht zwischen der Elektrode und der Haut maßgeblich geschwächt. Die Elektroden haben je nach der Frequenz der anregenden Spannung eine unterschiedliche flächige Ausdehnung. Die Elektrodenfläche beträgt typischerweise zwischen 0,02 m2 und 0,5 m2.In the EMS context it is of particular importance that the garment used forms a secure and full-surface contact between the electrodes of the garment and the skin of the user over the respective muscles to be activated. If such a contact does not exist, the current conducted into the electrodes can not act as intended on the respective muscle to be stressed but is significantly weakened by the layer of air between the electrode and the skin. The electrodes have a different areal extent depending on the frequency of the exciting voltage. The electrode area is typically between 0.02 m 2 and 0.5 m 2 .
Bei Bekleidungsstücken nach dem Stand der Technik sind zu diesem Zweck häufig Gurte oder dergleichen an dem Bekleidungsstück angebracht, mittels welcher selbiges straff gezogen werden kann, so dass es sicher auf der Haut des Anwenders fixiert ist. Eben dieses Straffziehen ist für den Anwender jedoch sehr oft unangenehm, so dass beispielsweise das Gefühl eines eingeschnürten Brustkorbes oder abgedrückter Blutgefäße entsteht. Oftmals fühlen sich die Anwender auch in ihrer Bewegungsfreiheit erheblich eingeschränkt.In the case of prior art garments, for this purpose straps or the like are frequently attached to the item of clothing by means of which the same can be pulled taut so that it is securely fixed on the skin of the user. However, this tightening is very often uncomfortable for the user, so that, for example, the feeling of a constricted chest or squeezed blood vessels arises. Often the users also feel considerably restricted in their freedom of movement.
Diese unerwünschten Unannehmlichkeiten im Zusammenhang mit der Verwendung bekannter Bekleidungsstücke führen häufig zu einer stark geschwächten Akzeptanz und einer entsprechend schwierigen Vermarktung der EMS.These unwanted inconveniences associated with the use of known clothing often lead to greatly weakened acceptance and correspondingly difficult marketing of the EMS.
Aufgabetask
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Bekleidungsstück vorzuschlagen, welches sowohl einen sicheren und vollflächigen Kontakt zwischen den Elektroden und der Haut als auch einen komfortablen Sitz des Bekleidungsstücks am Körper des Anwenders bietet und letzterem ein Höchstmaß an Bewegungsfreiheit bietet.The present invention is therefore an object of the invention to provide a garment, which provides both a secure and full-surface contact between the electrodes and the skin as well as a comfortable fit of the garment on the body of the user and the latter offers the highest degree of freedom of movement.
Lösungsolution
Die zugrunde liegende Aufgabe wird ausgehend von einem Bekleidungsstück der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Trägerschicht aus einem geschäumten Polymermaterial mit elastomeren Eigenschaften gefertigt ist. Im Vergleich zum Stand der Technik bietet die Verwendung einer solchen Trägerschicht die besonderen Vorteile, dass die Elektrode zum einen auf einem besonders elastischen Untergrund befestigt ist und sich somit sehr flexibel in ihrer Form verändern lässt und zum anderen durch die Trägerschicht eine Wassersperrschicht bereitgestellt ist, die nur in sehr geringem Maße das auf der Innenseite des Bekleidungsstücks zur Befeuchtung der Elektroden genutzte Wasser auf die Außenseite des Bekleidungsstücks durchlässt.The underlying object is achieved on the basis of a garment of the type described above according to the invention, that the carrier layer is made of a foamed polymeric material having elastomeric properties. Compared to the prior art, the use of such a support layer has the particular advantages that the electrode is attached on the one hand on a particularly elastic surface and thus can be very flexible in shape change and on the other hand provided by the support layer, a water barrier layer only to a very small extent does the water used on the inside of the garment to moisten the electrodes pass to the outside of the garment.
Durch die hohe Elastizität der Trägerschicht ist es derselben inklusive der auf dessen Innenseite angebrachten Elektrode möglich, sich den individuellen Formen des Körpers des jeweiligen Anwenders anzupassen, ohne dass das gesamte Bekleidungsstück in besonderem Maße straff beziehungsweise übermäßig eng anliegen müsste. Vielmehr wirkt sich die elastomere beziehungsweise elastische Eigenschaft der Trägerschicht, die analog zu der Elektrode eine flächige Form aufweist, sowohl in eine flächenparallele als auch in einer zu der Trägerschicht senkrechte Richtung („Dickenrichtung”) positiv aus. Während die flächenparallele Elastizität vor allem dazu beiträgt, dass die Elektroden individuell an die richtigen Stellen am Körper des Anwenders gewissermaßen „gezogen” werden können, begünstigt die Elastizität in Dickenrichtung der Trägerschicht eine gleichmäßige Druckverteilung und entsprechend ein angenehmes vollflächiges Aufliegen der Elektrode auf der Haut des Anwenders. Aufgrund der Rückstelleigenschaften des Elastomermaterials passt sich das Bekleidungsstück im Bereich der Elektrode immer wieder an die individuelle Körperform des aktuellen Trägers an, so dass auch eine Verwendung desselben Bekleidungsstücks durch eine Mehrzahl von Personen möglich ist.Due to the high elasticity of the carrier layer, it is possible, including the electrode mounted on the inside thereof, to adapt to the individual shapes of the body of the respective user, without the entire item of clothing having to be particularly tight or excessively tight. Rather, the elastomeric or elastic property of the carrier layer, which has a flat shape analogous to the electrode, has a positive effect both in a plane-parallel and in a direction perpendicular to the carrier layer ("thickness direction"). While the surface - parallel elasticity mainly contributes to the fact that the electrodes can be individually "pulled" to the right places on the body of the user, the favors the Elasticity in the thickness direction of the carrier layer a uniform pressure distribution and, accordingly, a comfortable full-surface contact of the electrode on the skin of the user. Due to the restoring properties of the elastomeric material, the garment in the area of the electrode adapts again and again to the individual body shape of the current wearer, so that a use of the same item of clothing by a plurality of persons is also possible.
Besonders hinsichtlich des letztgenannten Vorteils wirkt es sich besonders günstig aus, wenn die Trägerschicht eine Dicke zwischen 2 mm und 8 mm, vorzugsweise zwischen 3 mm und 6 mm, aufweist. In diesem Bereich ist einerseits eine ausreichende Flexibilität der Trägerschicht noch gegeben und andererseits eine Mindestdicke hinsichtlich guter Polstereigenschaften eingehalten.Especially with regard to the latter advantage, it has a particularly favorable effect if the carrier layer has a thickness of between 2 mm and 8 mm, preferably between 3 mm and 6 mm. In this area, on the one hand sufficient flexibility of the carrier layer is still given and on the other hand maintained a minimum thickness in terms of good cushioning properties.
Als aufgeschäumtes Polymermaterial kommt dabei optimalerweise so genannter Chloropren-Kautschuk zum Einsatz, welcher im deutschen Sprachraum üblicherweise unter dem Markennamen Neopren® bekannt ist. Dieser weist sämtliche vorstehend beschriebenen positiven Eigenschaften auf und ist zudem besonders gut verfügbar.As a foamed polymer material while optimally so-called chloroprene rubber is used, which is usually known in German-speaking countries under the trade names Neoprene ®. This has all the positive properties described above and is also particularly well available.
Die elastischen Eigenschaften der Trägerschicht entfalten besonders dann ihre vorteilhafte Wirkung, wenn die mindestens eine Elektrode aus einem textilen Flächengebilde, vorzugsweise aus einem versilberten Gewirk, gefertigt ist. Als Grundmaterial für ein derartiges Gewirk kommt beispielsweise Polyamid in Frage, andere Materialien sind aber ebenso denkbar. Der Vorteil bei der Verwendung eines Gewirkes liegt in den guten Formanpassungseigenschaften desselben. Aufgrund der in Schlingen verlaufenden, nicht lang gestreckten Form der einzelnen Fäden in dem Gewirk ist selbiges in der Lage, verhältnismäßig großen Dehnungen der Trägerschicht zu folgen. Die Versilberung erfolgt üblicherweise erst nach der Erzeugung des Gewirks und führt dazu, dass nach der Verwebung alle einzelnen Fäden in etwa zu 99% versilbert sind, das heißt, dass 99% der Oberfläche eines jeden Fadens mit Silber bedeckt ist. Durch die besonders gute elektrische Leitfähigkeit des Silbers kann somit eine Übertragung von Strom mittels der Elektroden auf den Körper des Anwenders besonders gut stattfinden. Die antibakteriellen Eigenschaften des Silbers wirken sich überdies im Hinblick auf die Hygiene im Zusammenhang mit der Verwendung des Bekleidungsstücks – beispielsweise durch unterschiedliche Anwender – sehr positiv aus.The elastic properties of the carrier layer develop their advantageous effect, especially when the at least one electrode is made of a textile fabric, preferably of a silver-plated knitted fabric. As a base material for such a knit, for example, polyamide in question, but other materials are also conceivable. The advantage of using a knit lies in its good conformal properties. Due to the looped, non-elongated shape of the individual threads in the knit, the same is able to follow relatively large strains of the backing layer. The silvering usually takes place after the production of the knitted fabric and results in that after the weaving all individual threads are silvered in about 99%, that is, that 99% of the surface of each thread is covered with silver. Due to the particularly good electrical conductivity of the silver, a transfer of current by means of the electrodes to the body of the user can thus take place particularly well. Moreover, the antibacterial properties of silver have a very positive effect on hygiene in connection with the use of the garment, for example by different users.
Eine Verbindung zwischen der mindestens einen Elektrode und der Trägerschicht sollte vorzugsweise so ausgeführt werden, dass die mindestens eine Elektrode kraftschlüssig mit der Trägerschicht verbunden, vorzugsweise verklebt, weiter vorzugsweise vollflächig verklebt ist.A connection between the at least one electrode and the carrier layer should preferably be carried out such that the at least one electrode is non-positively connected to the carrier layer, preferably glued, more preferably glued over the entire surface.
Ein entsprechendes Herstellverfahren gestaltet sich dabei vorzugsweise folgendermaßen:
Der Chloropren-Kautschuck der späteren Trägerschicht wird üblicherweise in Form von Platten in Größen von etwa 2,20 m × 1,30 m angeliefert. Unter Verwendung eines vollflächig aufgetragenen Klebers wird nachfolgend das versilberte Gewirk unter hohem Druck auf das Neopren gepresst und dabei verklebt. Die Aufbringung eines hohen Drucks ist dabei von entscheidender Bedeutung, da sich durch Versuche gezeigt hat, dass die Verbindung zwischen der Elektrode und der Neoprenschicht (Trägerschicht) unter Verwendung eines niedrigen Anpressdrucks während des Klebens nicht ausreichend dauerhaft ist und sich beide Schichten – beispielsweise unter Zutritt von Wasser – zügig wieder voneinander ablösen. Sind das flächige Gewirk und die Trägerschicht kraftschlüssig miteinander verbunden, können durch ein Ausschneiden beliebiger Formen einzelne Elektrodenelemente (versilbertes Gewirk auf Neoprenschicht) aus der Platte herausgetrennt werden und sind nachfolgend entweder für eine weitere Verarbeitung oder aber direkt zur Anwendung in Verbindung mit der Elektro-Myo-Stimulation einsetzbar.A corresponding manufacturing method is preferably designed as follows:
The chloroprene rubber of the later carrier layer is usually supplied in the form of plates in sizes of about 2.20 m × 1.30 m. Using a full-surface adhesive applied below the silver-plated knit fabric is pressed under high pressure on the neoprene and glued. The application of a high pressure is of crucial importance, since it has been shown through experiments that the connection between the electrode and the neoprene layer (carrier layer) using a low contact pressure during bonding is not sufficiently durable and both layers - for example, under access of water - quickly detach from each other again. If the flat knitted fabric and the carrier layer are non-positively connected, individual electrode elements (silver-plated knitted fabric on neoprene layer) can be cut out of the plate by cutting out any shapes and are subsequently either for further processing or directly for use in conjunction with the electro myo -Stimulation used.
Besonders vorteilhaft ist dabei ein solches Bekleidungsstück, welches zusätzlich zu der Trägerschicht und der Elektrode außerdem eine Außenschicht aufweist, wobei die Außenschicht auf der Außenseite des Bekleidungsstücks angeordnet sein sollte, so dass die Trägerschicht zwischen der Elektrode und der Außenschicht positioniert ist. Mittels einer derartigen Außenschicht ist es möglich, eine Vielzahl von Elektrodenelemente (Elektrode und Trägerschicht) auf einer einzelnen Außenschicht aufzubringen, wobei zwischen den Elektrodenelementen „Freiräume” vorhanden sind, in denen das Bekleidungsstück lediglich aus der Außenschicht besteht. Am konkreten Beispiel einer Weste könnte dies bedeuten, dass die Weste aus einer Außenschicht gefertigt ist, wobei diese Außenschicht auf der Innenseite an verschiedenen beliebigen Stellen mit einzelnen Elektrodenelementen versehen ist, die zur Behandlung einzelner oder mehrerer Muskelgruppen gezielt angeordnet sind. Aufgrund des vorstehend erläuterten Herstellverfahrens der Elektrodenelemente ist ein solches Bekleidungsstück sehr einfach produzierbar, da die einzeln vorliegenden, aus der Platte heraus getrennten Elektrodenelemente lediglich mit der Außenschicht verbunden werden müssen. Die Außenschicht kann dabei aus handelsüblichen Materialien gefertigt sein, wobei sich besonders Mischgewebe anbieten, die ähnlich gute elastische Eigenschaften aufweisen, wie die Trägerschicht.Particularly advantageous is such a garment, which in addition to the carrier layer and the electrode also has an outer layer, wherein the outer layer should be disposed on the outside of the garment, so that the carrier layer between the electrode and the outer layer is positioned. By means of such an outer layer, it is possible to apply a plurality of electrode elements (electrode and carrier layer) on a single outer layer, wherein between the electrode elements "free spaces" are present, in which the garment consists only of the outer layer. In a concrete example of a vest, this could mean that the vest is made of an outer layer, wherein this outer layer is provided on the inside at various arbitrary points with individual electrode elements, which are specifically arranged to treat one or more muscle groups. Due to the above-described manufacturing method of the electrode elements, such a garment is very easy to produce, since the individually present, separated from the plate electrode elements need only be connected to the outer layer. The outer layer can be made of commercially available materials, with particular offer blended fabrics that have similar good elastic properties, such as the carrier layer.
Es ist dabei von besonderem Vorteil, wenn die Außenschicht kraftschlüssig mit der Trägerschicht verbunden, vorzugsweise vernäht, weiter vorzugsweise vollflächig vernäht ist. Eine derartige Vernähung kann beispielsweise mittels eines Baumwollfadens erfolgen. Das Vernähen stellt eine besonders einfache und effektive Verbindung zwischen dem Elektrodenelement und der Trägerschicht dar.It is particularly advantageous if the outer layer frictionally with the Carrier layer connected, preferably sewn, more preferably is sewn over the entire surface. Such sewing can be done for example by means of a cotton thread. The sewing provides a particularly simple and effective connection between the electrode element and the carrier layer.
Um die mindestens eine Elektrode mit Spannung zu versorgen, ist es besonders vorteilhaft, das mindestens eine Verbindungselement ausgehend von der Innenseite der mindestens einen Elektrode mindestens durch die Elektrode selbst und die Trägerschicht, gegebenenfalls ferner durch die Außenschicht, hin zu einer Außenseite der Trägerschicht beziehungsweise der Außenschicht des Bekleidungsstücks geführt ist. Dies kann besonders einfach unter Verwendung mindestens eines leitenden Fadens, vorzugsweise eines aus leitenden Fäden gefertigten Streifens, erreicht werden, wobei es sich bei dem Faden optimalerweise um einen versilberten Faden handelt, wie er auch in dem Gewirk der Elektrode verwendet wird. Auf diese Weise ist eine Verbindung der Elektrode mit dem Verbindungselement besonders einfach möglich, da ein derartiger Faden besonders leicht mit dem Gewirk der Elektrode verbunden werden kann. Optimalerweise besteht das Verbindungselement sogar aus dem gleichen Gewirk, aus dem auch die Elektrode gefertigt ist.In order to supply the at least one electrode with voltage, it is particularly advantageous for the at least one connecting element, starting from the inside of the at least one electrode at least through the electrode itself and the carrier layer, optionally further through the outer layer, to an outer side of the carrier layer or the Outer layer of the garment is guided. This can be achieved particularly easily by using at least one conductive thread, preferably a strip made of conductive threads, wherein the thread is optimally a silver-plated thread, as it is also used in the knitted fabric of the electrode. In this way, a connection of the electrode with the connecting element is particularly easy, since such a thread can be particularly easily connected to the knit of the electrode. Optimally, the connecting element even consists of the same knitted fabric from which the electrode is made.
Auf der Außenseite des Bekleidungsstücks beziehungsweise auf der Außenseite der Trägerschicht sollte das Verbindungselement eine Kontaktstelle aufweisen, die vorzugsweise vergoldet ist. Eine derartige Kontaktstelle dient zum Anschluss eines Versorgungskabels, welches letztendlich die Elektrode mit einer Spannungsquelle verbindet. Die Kontaktstelle sollte dabei so ausgeführt sein, dass ein Kabel, welches die Spannungsquelle mit der Kontaktstelle verbindet, leicht mit der Kontaktstelle zu verbinden und wieder von dieser zu trennen ist. Dies kann beispielsweise mittels einer Steckverbindung besonders einfach realisiert werden. Eine Vergoldung der Kontaktstelle wirkt sich dabei positiv auf einen Übergangswiderstand von dem Versorgungskabel zu der Kontaktstelle aus.On the outside of the garment or on the outside of the carrier layer, the connecting element should have a contact point, which is preferably gold-plated. Such a contact point is used to connect a supply cable, which ultimately connects the electrode to a voltage source. The contact point should be designed so that a cable which connects the voltage source to the contact point, easy to connect to the contact point and is separated again from this. This can be particularly easily realized, for example by means of a connector. Gilding of the contact point has a positive effect on a contact resistance from the supply cable to the contact point.
Ausführungsbeispielembodiment
Das erfindungsgemäße Bekleidungsstück wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen, die in den Figuren dargestellt sind, näher erläutert.The garment according to the invention will be explained in more detail below with reference to exemplary embodiments which are illustrated in the figures.
Es zeigt:It shows:
Ein erstes Ausführungsbeispiel, das in
Ein in
Auf der Innenseite
Aufgrund eines Herstellverfahrens zur Herstellung von aus der Trägerschicht
Um die Elektrode
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Bekleidungsstückgarment
- 22
- Trägerschichtbacking
- 33
- Außenschichtouter layer
- 44
- Elektrodeelectrode
- 55
- Nahtebeneseam plane
- 66
- Innenseiteinside
- 77
- Außenseiteoutside
- 88th
- Verbindungselementconnecting element
- 99
- Kontaktstellecontact point
- 1010
- Rückenteilback
- 1111
- Vorderteilfront
- 1212
- Elektrodenelementelectrode element
- 1313
- Reißverschlusszipper
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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