DE20320248U1 - Vibrating dumbbell has electric motor with flyweights in its tube, to generate vibrations to aid healing and pain relief - Google Patents

Vibrating dumbbell has electric motor with flyweights in its tube, to generate vibrations to aid healing and pain relief Download PDF

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Abstract

The dumbbell consists of a tube (1) with additional weights (6) at both ends. The tube can be vibrated, and the weights are uncoupled from the tube for vibrations. Uncoupling is via spring steel wires between steel rings (2,3), almost without dampening. Wires and rings are connected non-sliding and non-turning, and are of suitable thickness and length to achieve set spring constant, e.g. 360[deg] constant. Additional weights of different mass may be fitted to the steel rings. The tube contains an electric motor (4) with flyweights (5) on its shaft ends, which is supplied by a battery or externally.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schwingungshantel mit fast dämpfungsfreier schwingungstechnischer Entkopplung der Zusatzgewichte von dem Hantelrohr , d. h. die durch einen Elektromotor erzwungenen Schwingungen am Hantelrohr werden weitestgehend von den Zusatzgewichten ferngehalten.The invention relates to a vibration dumbbell with almost no damping Vibration decoupling of the additional weights from the barbell tube , d. H. the vibrations forced by an electric motor Barbell tubes are largely kept away from the additional weights.

Es gibt sichere Erkenntnisse , dass mechanische Schwingungen im unteren Frequenzbereich beim Menschen Schmerzen lindern , den Muskelaufliau nachhaltig beschleunigen und zur Heilung krankhaft angegriffener Körperteile wie Muskeln , Knochen , Sehnen u. a. m. beiträgt.There is certain evidence that mechanical vibrations in the lower frequency range in humans Relieve pain, sustainably accelerate muscle growth and to heal parts of the body that are affected by illness, such as muscles, bones , Tendons and. a. m. contributes.

Die Schwingungen des Hantelrohres übertragen sich auf die beim Heben und Senken der Hantel beanspruchten Muskeln der Arme sowie der angrenzenden Körperteile und stimulieren so die den Bewegungsablauf koordinierenden Nerven.Transfer the vibrations of the barbell tube on the muscles used to lift and lower the barbell of the arms and the adjacent parts of the body and thus stimulate the nerves that coordinate the movement.

Aus der Patentschrift DE 195 32 254. 1–15 ist eine Schwingungshantel mit einem Hantelrohr und Zusatzgewichten bekannt. Die 1 zeigt als Schnittbild die eine Hälfte der Schwingungshantel. Darin ist das Hantelrohr mit 1 , das Dämpfungsmaterial mit 2 , ein Stahlring mit 3 , ein Elektromotor mit 4 , die auf der Motorwelle angeordneten Unwuchtgewichte mit 5 und das Zusatzgewicht als Stahlring konzipiert mit 6 bezeichnet. Das Dämpfungsmaterial 2 (z. B. Gummiringe mit sehr geringer Shore-Härte) ist mit dem Hantelrohr 1 und dem Stahlring 3 festverbunden.From the patent DE 195 32 254. 1-15 a vibration dumbbell with a barbell tube and additional weights is known. The 1 shows a half of the vibration dumbbell as a sectional view. The barbell tube is in there 1 , the damping material with 2 , a steel ring with 3 , an electric motor with 4 , the unbalance weights arranged on the motor shaft with 5 and designed with the additional weight as a steel ring 6 designated. The damping material 2 (e.g. rubber rings with very low Shore hardness) is with the barbell tube 1 and the steel ring 3 firmly connected.

Wird das Dämpfungsmaterial 2 in 1 als starr angenommen , so erfährt das Hantelrohr 1 durch die rotierenden Unwuchtgewichte 5 eine erzwungene Schwingung mit der Frequenz f und im überkritischen Bereich mit der Amplitude

Figure 00010001
wobei e die Exzentrizität und m die Masse des Unwuchtgewichtes 5 , sowie m in der Summe die halbe Masse des Hantelrohres 1 , des Elektromotors 4 und die Massen der Stahlringe 3 und 6 sind. Die Masse des Dämpfungsmaterials 2 wird vernachlässigt. Man erkennt , dass die Schwingungsamplitude a des Hantelrohres 1 um so mehr von e nach unten abweicht , je größer die Masse m1 wird . Nimmt man z. B. für e = 2,5 mm , m0= 0,075 kg und m1= 1,5 kg (relativ leichte Schwingungshantel) an , so ergibt sich für das Hantelrohr 1 eine Schwingungsamplitude von a = 0,12 mm . Dieser Wert ist viel zu niedrig , er muss etwa um den Faktor 10 größer sein , worauf mit den nachfolgenden Abschnitten noch verstärkt hingewiesen wird.Will the damping material 2 in 1 the barbell tube experiences as rigid 1 due to the rotating unbalance weights 5 a forced oscillation with the frequency f and in the supercritical range with the amplitude
Figure 00010001
where e is the eccentricity and m is the mass of the unbalance weight 5 , and m in total half the weight of the barbell tube 1 , the electric motor 4 and the masses of the steel rings 3 and 6 are. The mass of the damping material 2 is neglected. It can be seen that the vibration amplitude a of the barbell tube 1 The greater the mass m 1 , the more deviates from e downwards. If you take z. B. for e = 2.5 mm, m 0 = 0.075 kg and m 1 = 1.5 kg (relatively light vibration dumbbell), this results for the barbell tube 1 an oscillation amplitude of a = 0.12 mm. This value is far too low, it must be about a factor of 10 higher, which is emphasized in the following sections.

Als Maß für die energetische Wirksamkeit einer mechanischen Schwingung gilt ihre kinetische Energie. Neben der Masse m bestimmen auch Amplitude a und Frequenz f = ω / 2π die augenblicklichen Maximalwerte der kinetischen Energie nach der Formel

Figure 00020001
Man erkennt , die kinetische Energie steht in einem quadratischen Zusammenhang mit der Amplitude a und der Frequenz f. Dies bedeutet , bei Amplituden des Hantelrohres z. B. von 0,12 mm oder 1,2 mm ergibt sich bei sonst konstanten Formelgrößen ein Verhältnis von 1 zu 100 in der Bilanz der beiden zugehörigen kinetischen Energien. Daher ist es schon äußerst wichtig , bei der konstruktiven Gestaltung der Schwingungshantel darauf zu achten , dass die Amplitude a bei der Energieumsetzung in der Hantel nicht zu klein wird , damit der mit der Hantel Trainierende ein Höchstmaß an kinetischer Energie aufnimmt. Die Amplitude a sollte nicht kleiner als 1 mm sein.The kinetic energy is a measure of the energetic effectiveness of a mechanical vibration. In addition to mass m, amplitude a and frequency f = ω / 2π also determine the instantaneous maximum values of the kinetic energy according to the formula
Figure 00020001
It can be seen that the kinetic energy has a quadratic relationship with the amplitude a and the frequency f. This means, for amplitudes of the barbell tube z. B. of 0.12 mm or 1.2 mm results in otherwise constant formula sizes a ratio of 1 to 100 in the balance of the two associated kinetic energies. It is therefore extremely important, when designing the vibration dumbbell, to ensure that the amplitude a does not become too small when the energy is converted in the dumbbell so that the person exercising with the dumbbell absorbs a maximum amount of kinetic energy. The amplitude a should not be less than 1 mm.

Der Vollständigkeit halber sei hier noch erwähnt , dass sich die Frequenz f bei der Energieumsetzung in der Hantel nicht ändert.For the sake of completeness, here is still mentioned that the frequency f during energy conversion in the barbell does not change.

An der gerade erwähnten Tatsache einer unzulänglichen Amplitude a des Hantelrohres ändert sich kaum etwas , auch wenn man von der Starrheit des Dämpfungsmaterials wieder abrückt. Dämpfungsmaterial (z. B. Gummi , Kork) hat eben für die hier primär gestellte Aufgabe -- Amplitude a des Hantelrohres nicht kleiner als 1 mm -- eine viel zu große Dämpfungsrate.With the fact just mentioned an inadequate Amplitude a of the barbell tube changes hardly anything, even if you look at the rigidity of the damping material moves away again. Damping material (e.g. B. rubber, cork) has just for the primary here task - amplitude a of the barbell tube not less than 1 mm - a much too large Damping rate.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher , eine Schwingungshantel anzugeben , bei der die Amplitude a des Hantelrohres 1 weitestgehend unabhängig von den jeweils aufgesetzten Zusatzgewichten 6 ist. Diese Aufgabe kann bei einer Schwingungshantel kein Dämpfungsmaterial , sondern in erster Linie Federstahl . zufriedenstellend erfüllen.The object of the invention is therefore to provide a vibration dumbbell in which the amplitude a of the barbell tube 1 largely independent of the additional weights applied 6 is. With a vibration dumbbell, this task cannot be damping material, but primarily spring steel. satisfactorily.

Die 2 zeigt eine der konstruktiven Lösungen , die möglich sind. Das Hantelrohr 1 ist der Formel A wegen (Amplitude a groß) massenmäßig minimiert. Ein innerer Stahlring 2 sitzt verschiebe – und verdrehfest auf dem Hantelrohr 1. Er ist ebenfalls der Formel A wegen massenmäßig minimiert. Ein äußerer Stahlring 3 ist mit dem inneren Stahlring 2 durch Federstahldrähte 7 festverbunden. Es müssen dabei mindestens drei Federstahldrähte eingesetzt werden , damit eine stabile Konstruktion entsteht und die Symmetrieachsen des inneren und äußeren Stahlrings 2 und 3 beim Schwingungsvorgang eine reine Parallelverschiebung zueinander ausführen. Auf den äußeren Stahlring 3 können nach Bedarf Zusatzgewichte 6 aufgesetzt werden. Dabei muß aber beachtet werden , dass Zusatzgewichte mit großer Masse Federstahldrähte von anderer Dicke und Länge erforderlich machen.The 2 shows one of the constructive solutions that are possible. The barbell tube 1 is minimized in terms of mass due to Formula A (large amplitude a). An inner steel ring 2 sits displaceably - and twist-proof on the barbell tube 1 , It is also minimized in terms of mass in Formula A. An outer steel ring 3 is with the inner steel ring 2 through spring steel wires 7 firmly connected. At least three spring steel wires must be used to ensure a stable construction and the axes of symmetry of the inner and outer steel ring 2 and 3 perform a pure parallel shift to each other during the vibration process. On the outer steel ring 3 can add weights if required 6 be put on. However, it must be noted that additional weights with a large mass require spring steel wires of a different thickness and length.

Die Schwingungshantel der Erfindung ist ein Schwingungssystem mit zwei Massen und hat demzufolge zwei Resonanzstellen. Die eine Resonanzstelle liegt in etwa um f = 3 Hz herum und ist daher hier uninteressant. Die zweite Resonanzstelle ist sehr stark von der radialen Federkonstanten der Federstahldrähte 7 abhängig. So können im unteren Frequenzbereich Resonanzwerte von 30 bis 50 Hz bei geeigneter Wahl der radialen Federkonstanten der Federstahldrähte erreicht werden. Im Resonanzbereich wird die Schwingungsamplitude a des Hantekohres durch einen schaumgummiartigen Dämpfungsring 8 auf 1 bis 2 mm stoßfrei be grenzt , um eine materialmäßige Überbeanspruchung der Federstahldrähte 7 zu vermeiden. Für die anfängliche Dehnungsphase der Schwingungen muß der Dämpfungsring 8 eine wesentlich geringere radiale Federkonstante als die Federstahldrähte haben.The vibration dumbbell of the invention is a vibration system with two masses and consequently has two resonance points. The one resonance point is around f = 3 Hz and is therefore of no interest here. The second resonance point is very strong from the radial spring constant of the spring steel wires 7 dependent. In the lower frequency range, resonance values of 30 to 50 Hz can be achieved with a suitable choice of the radial spring constants of the spring steel wires. In the resonance range, the vibration amplitude a of the Hantekohres is due to a foam rubber-like damping ring 8th limited to 1 to 2 mm without bumping, in order to overstress the spring steel wires 7 to avoid. The damping ring must be used for the initial expansion phase of the vibrations 8th have a much lower radial spring constant than the spring steel wires.

Im Hantelrohr 1 ist ein Elektromotor 4 mit auf seinen Wellenenden aufgesetzten Unwuchtgewichten 5 verschiebe – und verdrehfest angeordnet. Der Elektromotor 4 kann über ein nicht dargestelltes Anschlußkabel mit Antriebsenergie versorgt werden. Die Zusatzgewichte 6 können zur alternativen Energieversorgung des Elektromotors mit axialen Bohrungen zur Aufnahme von Batterien oder Akkumulatoren versehen werden.In the barbell tube 1 is an electric motor 4 with unbalance weights attached to its shaft ends 5 slidably and non-rotatably arranged. The electric motor 4 can be supplied with drive energy via a connection cable, not shown. The additional weights 6 can be provided with axial holes for receiving batteries or accumulators for the alternative energy supply of the electric motor.

Die federstahltechnische Verbindung der beiden Stahlringe 2 und 3 läßt sich auch durch die in der 3 gezeigten elipsenförmig gebogenen Blattfedern 4 herstellen.The spring steel connection of the two steel rings 2 and 3 can also be seen in the 3 shown leaf springs bent in an elliptical shape 4 produce.

Claims (9)

Schwigungshantel , umfassend ein massenmäßig minimiertes Hantelrohr 1 , das an beiden Enden Zusatzgewichte 6 trägt , dadurch gekennzeichnet , dass das Hantelrohr 1 in Schwingungen versetzbar ist , daß die Zusatzgewichte 6 schwingungstechnisch von dem Hantelrohr 1 entkoppelt sind und die Entkoppelung durch die Federstahldrähte 7 zwischen den Stahlringen 2 und 3 fast dämpfungsfrei erfolgt.Swinging dumbbell, comprising a massively minimized barbell tube 1 , the additional weights at both ends 6 bears, characterized in that the barbell tube 1 is vibratable that the additional weights 6 vibrationally from the barbell tube 1 are decoupled and the decoupling by the spring steel wires 7 between the steel rings 2 and 3 done almost without damping. Schwingungshantel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass die Federstahldrähte 7 mit den Stahlringen 2 und 3 absolut verschiebe – und verdrehfest verbunden und zur Erzielung einer vorgegebenen radialen Federkonstanten von geeigneter Dicke und Länge sind.Vibration dumbbell according to claim 1, characterized in that the spring steel wires 7 with the steel rings 2 and 3 are absolutely displaceable and non-rotatably connected and are of suitable thickness and length in order to achieve a predetermined radial spring constant. Schwingungshantel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass der Stahlring 2 verschiebe – und verdrehfest mit dem Hantelrohr 1 verbunden und massenmäßig minimiert ist.Vibration dumbbell according to claim 1, characterized in that the steel ring 2 move - and twist-proof with the barbell tube 1 connected and minimized in mass. Schwingungshantel nach einem der Ansprüche 1 und 2 , dadurch gekennzeichnet , dass mindestens drei Federstahldrähte 7 vorgesehen sind , damit beim Schwingen die Symmetrieachsen der Stahlringe 2 und 3 eine reine Parallelverschiebung zueinander erfahren.Vibration dumbbell according to one of claims 1 and 2, characterized in that at least three spring steel wires 7 are provided so that the axes of symmetry of the steel rings when swinging 2 and 3 experience a pure parallel shift to each other. Schwingungshantel nach den Ansprüchen 1 , 2 und 4 , dadurch gekennzeichnet , dass die feste Verbindung der Stahlringe 2 und 3 durch die Federstahldrähte 7 eine umlaufend (360°) konstante radiale Federkonstante gewährleisten.Vibration dumbbell according to claims 1, 2 and 4, characterized in that the fixed connection of the steel rings 2 and 3 through the spring steel wires 7 ensure a constant (360 °) constant radial spring constant. Schwingungshantel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass dem Stahlring 3 Zusatzgewichte 6 unterschiedlicher Massen aufgesetzt werden können.Vibration dumbbell according to claim 1, characterized in that the steel ring 3 additional weights 6 different masses can be put on. Schwingungshantel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass im Hantelrohr 1 ein Elektromotor 4 angeordnet ist , der auf seinen Wellenenden Unwuchtgewichte 5 trägt.Vibration dumbbell according to claim 1, characterized in that in the barbell tube 1 an electric motor 4 is arranged, the unbalance weights on its shaft ends 5 wearing. Schwingungshantel nach den Ansprüchen 1 und 7 , dadurch gekennzeichnet , dass der Elektromotor 4 über eine elektrische Anschlußleitung von außen oder aus einer Batterieanordnung in den Zusatzgewichten 6 mit elektrischer Energie versorgt wird.Vibration dumbbell according to claims 1 and 7, characterized in that the electric motor 4 Via an electrical connecting cable from the outside or from a battery arrangement in the additional weights 6 is supplied with electrical energy. Schwingungshantel nach den Ansprüchen 1, 2 und 3 , dadurch gekennzeichnet , dass zwischen dem Hantelrohr 1 und dem Stahhlring 3 zur Begrenzung der Schwingungsamplitude a ein Ring 8 aus Dämpfungsmaterial angeordnet ist.Vibration dumbbell according to claims 1, 2 and 3, characterized in that between the barbell tube 1 and the steel ring 3 a ring to limit the vibration amplitude a 8th from damping material is arranged.
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