WO2006045213A1 - Gerät zur stimulation des menschlichen körpers mittels vibrationen - Google Patents

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WO2006045213A1
WO2006045213A1 PCT/CH2005/000626 CH2005000626W WO2006045213A1 WO 2006045213 A1 WO2006045213 A1 WO 2006045213A1 CH 2005000626 W CH2005000626 W CH 2005000626W WO 2006045213 A1 WO2006045213 A1 WO 2006045213A1
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eccentric
plate
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shaft
electric motor
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PCT/CH2005/000626
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Michael Koch
Thomas Schuler
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Power Plate International Ltd.
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Definitions

  • the invention relates to a device for stimulating the human body by means of vibrations, as it is useful for muscle training, or more generally the stimulation of the body.
  • Such devices can be designed as fitness devices with a vibrating platform on which a user or a user stands or sits or on which he / she supports a body part. It is also possible for a user to take hold of belt loops attached to the platform and to tension. The vibrations cause reactions of the body, resulting in a stimulating effect as well as a training effect.
  • the vibrating platform (also called vibrating plate) is set in motion by a vibrator.
  • the vibrator consists of a motor, which is mounted on the underside of the plate and moves an eccentric weight. Due to inertia, the platform vibrates as the weight is rotated.
  • the swinging plate is mounted on a frame, which rests on vibration-damping blocks, which stand directly on the ground. Deviating from this principle devices with vibrating platform are known in which this platform by means of vibration damping elements on one rest as heavy as possible base plate, which in turn is in contact with the ground.
  • the motor which is mounted directly on the swinging plate, must either be of very solid construction - then it is also expensive - or it will also take longer due to the vibrations damage.
  • the object of the invention is achieved in that the oscillating plate is coupled via first elastic elements to an intermediate element and this intermediate element is coupled via second elastic elements to a base element (ie a base plate, a base frame or a base housing), which therefor is designed to rest on a substrate in the operating state of the device.
  • the vibration exciter has weights that are rotated by a drive in rotational movements and which are mounted eccentrically with respect to a rotation axis.
  • the weights leading shaft is preferably directly - so not via elastic vibration damping elements - coupled to the swing plate and rotatably mounted. Apart from the coupling via the intermediate element and the first and second elastic elements, the base element is vibration-decoupled from the vibrating plate.
  • the intermediate element forms a resonant counterweight, which oscillates in the opposite phase to the vibrating plate. Ideally, this happens with the identical force amplitude. Numerical simulations' can calculate the force amplitude in function of the stiffness of the first and second elastic members and the intermediate member Schwingplatte- and mass are approximately on. known. It has been found that a particularly effective decoupling of the base plate or the base frame is achieved by the vibrating plate when the mass of the intermediate element exceeds a minimum mass, ie for a device for average heavy and trained users, for example, at least 20 kg, preferably at least 35 kg , particularly preferably at least 40 kg.
  • a minimum mass ie for a device for average heavy and trained users, for example, at least 20 kg, preferably at least 35 kg , particularly preferably at least 40 kg.
  • the intermediate element may be substantially plate-shaped and, for example, have a similar floor plan as the vibrating plate. It may be parallel to this and there have recesses, where at the corresponding lateral position on the vibrating plate or on the base element (sU) an electric motor the vibration exciter sits. This allows a compact design with a limited distance between the base element and vibrating plate.
  • At least one electric motor constituting the electric drive is not arranged on the oscillating plate but on a component which is as far as possible decoupled therefrom and arranged to vibrate, for example the base plate, the base frame or the basic housing.
  • the vibrations are caused, as in the first aspect, by weights which are rotated by a drive and which are mounted eccentrically with respect to a rotation axis.
  • the shaft that carries the weights is directly - not via elastic vibration damping elements - coupled to the vibrating plate and rotatably mounted.
  • the torque transmission between the at least one electric motor and the shaft via a suitableêtetrtragungsmechanismus, which may include, for example, a propeller shaft or a belt or chain drive.
  • the vibration exciter has at least two eccentric weights or weight groups (eg weight pairs), which rotate in opposite directions. This can cause the vibrating plate to vibrate preferably in one direction, for example, the vertical, while compensating for the effect of the eccentric weights with respect to the other directions.
  • both weights or weight groups are driven by the same electric motor, wherein the torques are transmitted via belt chains or gear drive means to the shafts of both weights / weight groups.
  • This along with obvious cost savings - one motor costs less than two motors - also has the effect of not synchronizing two drives, ie reverse phase rotation is easily achieved with such a drive mechanism.
  • Particularly preferred is the combination of the two aspects of the invention.
  • the shape of the intermediate element which can be arranged between base plate or base frame or base housing and the swing plate, adapted accordingly.
  • the intermediate element is plate-shaped, it has at a central location an opening or recess through which elements of the transmission mechanism can pass.
  • the intermediate element can be disc-shaped with at least one opening or also have the shape of a horseshoe or ring, be W-shaped or have any other suitable shape with preferably flat dimensions.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a section through an embodiment of the invention according to its first aspect.
  • Fig. 2 is an exploded view of an embodiment of the first aspect of the invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a section through an embodiment of the invention according to its second aspect.
  • Fig. 4 is a schematic diagram of a section through an embodiment of the invention in a combination of both aspects.
  • Fig. 5 is an exploded view of essential elements of an embodiment of the invention combining both aspects.
  • Fig. 5 is an illustration of elements of a mechanism which transmits torques generated by an electric motor to two counter-rotating eccentric groups.
  • Fig. 7 is a very schematic representation of a solution with a vibration exciter, which has only a single electric motor, to which two eccentrics (or eccentric groups) are coupled.
  • the device in Figure 1 has a vibrating plate 1 which can be vibrated to stimulate a user.
  • the oscillating plate is coupled to an intermediate element 3 via a first elastic element, namely a first spring 2.
  • This is in turn coupled via a second elastic element, namely a second spring 4, to a base plate 5.
  • the base plate stands on a base 6 - for example, a ceiling of a Filnessraums - on, in a conventional manner still damping elements 7 may be provided.
  • a vibration exciter 8 which includes an electrically driven shaft with at least one eccentric attached thereto.
  • the vibration exciter is coupled directly to the vibrating plate 1, in such a way that inertial forces acting on the bearing of the shaft are transmitted to the vibrating plate without damping.
  • the intermediate element 3 can be designed as a substantially rigid, for example, plate-shaped body. But it can also include at least one weight that can move within certain limits relative to the rest of the intermediate element. So in this embodiment has the Intermediate element an intermediate element base body and relative to this movable material.
  • the movable material may be loose in itself, ie not be dimensionally stable.
  • the intermediate element base body may have a self-contained water tank, possibly with transverse webs, wherein the movable material is a water filling.
  • the movable material is granular, such as dust, sand or fine gravel.
  • the intermediate element base body together with a plate-shaped component, has a plastic housing for the granular material, or the loose material is introduced into a fabric bag or the like.
  • the movable material may also be one or more inherently rigid bodies, which are coupled by a spring to the intermediate element base body. It has been found that the vibrational decoupling of the vibrating plate and the base plate or base housing by the intermediate element is particularly effective if it contains movable material.
  • the first elastic elements and preferably also the second elastic elements are coupled to the base body of the intermediate element.
  • FIG 2 shows an exploded view of an embodiment according to the principle shown in Figure 1.
  • the base plate 5 is substantially rigidly connected to a structure 11 which includes handles 12 for the user and a control panel 13. In the interior of the structure or attached to this is also a control electronics and possibly power supplies and the like. Connected to the base plate is - optionally - a wheel axle 14 with transport rollers 15, by means of which the device can be transported over short distances.
  • the oscillating plate 1 is made of a rigid glass fiber composite material or any other suitable material (reinforced plastic, metal alloy, etc.) and has a pleasant to the user footprint, for example, due to an anti-slip coating or a non-slip mat.
  • the Swing plate 1 still has mounting holes for electric motors and elastic elements (drawn here round) and for belt loops (here angularly drawn).
  • the intermediate element 3 is rigid in itself, substantially plate-shaped and has openings 3.1, 3.2. These openings serve in the illustrated embodiment to provide space for two electric motors 16, which are both attached to the vibrating plate and put on a shaft each have a not shown in the figure eccentric or a group of eccentrics in rotational movement.
  • the electric motors are designed such that in at least one operating mode they set the eccentric / eccentric groups in mutually opposite motion, so that, for example, only the vertical component of the inertial forces is converted into vibratory movements while other components of the inertial forces compensate each other.
  • the electric motors can be synchronized with each other via electrical or electronic control means.
  • this is not necessary: if the electric motors have the same speed and the oscillating plate is sufficiently rigid, synchronization already takes place by means of the vibratory coupling of the electric motors to one another.
  • the first elastic elements 2 are formed as honeycomb-shaped elastomeric body, while the second elastic elements 4 are symmetrical in the plane of the plate.
  • Damping feet 17 are also depicted. These dampening feet are optional and may be omitted or replaced by felt pads or the like.
  • Vibration plate with vibration exciters 24 kg, intermediate plate 40 kg, base plate with electronics and body 23 kg.
  • the calculated amplitudes of the reaction forces at the root points do not exceed 15 N at 50 Hz in this configuration. So it is a far-reaching decoupling of the base plate achieved by the vibrations.
  • the stiffnesses of the elastic elements were left unchanged, but the intermediate plate had a mass of 60 kg.
  • the amplitude of the reaction forces at the foot points is then below 50 Hz at 50 Hz.
  • reaction forces can be further influenced.
  • a reduction in the stiffnesses C x and c y of the second elastic elements along the plane of the plate brings, for example, a further decoupling, but the static properties (especially when entering the vibrating plate by heavy people) can be worse.
  • the system has a comparatively massive (the mass is for example at least 60 kg, preferably at least 100 kg) base plate 5, on which By elastic elements 22, a swing plate 1 is mounted.
  • the vibration exciter consists of at least two components: At least one electric motor 26, which is decoupled from the vibrating plate and therefore largely does not vibrate, and an eccentric module 27 which has at least one weight by turning a shaft in a rotational movement is displaceable and is arranged eccentrically with respect to the axis of rotation.
  • the eccentric module 27 is coupled directly to the vibrating plate 1 in the sense that inertial forces acting on bearings of the shaft are transmitted to the vibrating plate substantially unattenuated.
  • the torque transmission between the electric motor 26 and eccentric module 27 is via ologieslemente 28 such as a propeller shaft (propeller shaft or similar), a drive by means of elastic belt or a chain drive, etc.
  • the transmission mechanism may be selected from the known transmission mechanisms, as long as the electric motor and Exzentermodul are vibration decoupled, ie the transmission mechanism ensures decoupling (in the sense of transmission of vibrations).
  • the invention according to its second aspect can be used per se for any fitness equipment with vibration platform, which provide a vibration drive via an eccentric module and inertial forces; only the electric motor has to be mounted on a component different from the vibration plate and as far as possible from this vibration-decoupled component. But particularly advantageous is the combination with the first aspect of the invention, since the base plate or the base frame is particularly efficiently decoupled from the vibration platform.
  • a corresponding principle sketch can be found in Figure 4.
  • the reference numerals 1 to 7 in this figure designate the same elements as in Figure 1.
  • the vibratory drive is as in Fig. 3 divided into two components, namely an electric motor 26 and an eccentric module 27, which by Transmission elements 28 are connected.
  • the plate-shaped intermediate element 3 has a recess or opening 3.3, due ⁇
  • the intermediate element having an intermediate element base body and relative to this movable, for example, in itself loose material.
  • FIG. 5 shows an embodiment according to the principle of FIG. 4 in an exploded view.
  • the reference numerals 1-5, 11-15 and 17 denote the same elements as in Fig. 2.
  • the fitness device has only a single electric motor 26 which is fixed to the base plate - for example, screwed - is. It is also possible to mount the electric motor on a separate component which is also vibration-decoupled from the oscillating plate. For example, a recess or opening may be present in the base plate, through which the electric motor protrudes downwards, wherein the electric motor is then screwed onto a plate fastened to the base plate. So space can be gained.
  • the Exzentermodül 27, however, is firmly connected to the swing plate 1, for example, also screwed with this.
  • the plate-shaped intermediate element 3 has a T-shaped opening 3.3 in the illustrated embodiment through which the electric motor project from below and the eccentric module from above.
  • a propeller shaft 31 serves as a transmission element and transmits torques from the electric motor to the eccentric module.
  • the eccentric module 27 is shown somewhat more clearly in FIG.
  • the module has in the illustrated embodiment, a mounting plate 41 and two rigidly connected to this webs 42. Between the webs 42 are three gears 43, 44, a double-sided toothed belt 47 and a tension roller 46.
  • the gears 43, 44 are by bearings 45 in led to the bridges and are each one Rotary axis 48 rotatable.
  • the middle gear 43 (the input gear) is rotated by the hinge shaft 31 in rotation, due to the action of the toothed belt 47, the two outer gears 44 (the output gears) to rotate, in the illustrated leadership of Timing belt in opposite sense of rotation.
  • each pair of eccentrics 50 is guided (in Figure 6, the rear eccentric are not visible in each case).
  • the eccentric pairs rotate in opposite directions, the eccentric module and therefore also the oscillating plate 1 firmly coupled thereto vibrate primarily in the vertical direction.
  • the illustrated embodiment still has a specialty:
  • two pairs of Ausretesexzentern 51 are still present. These have with respect to the axis of rotation a smaller imbalance than the eccentric 50, for example because they are lighter than this. They are not rotatably connected to the shaft in contrast to the eccentric 50 but pivotally relative to this. Also, they are located directly next to the gears.
  • the gears each have two drive pins 52 due to which also the compensation eccentric are rotated in a rotational movement of the gears.
  • the compensating eccentric 51 are arranged so that their eccentricity counteracts that of the eccentric 50 as in the drawing. Then the total eccentricity and thus also the inertial forces decrease at a rotation speed given by the fixed vibration frequency.
  • the balancing eccentric Upon rotation in the other direction, the balancing eccentric automatically come on the other side of their driving pin 52 - the two sides of the driving pin serve as stops for the Ausretesexzenter - to lie, then in the same rotational position as the eccentric 50 and increase the imbalance and therefore the inertial forces. With this simple measure, therefore, the vibration amplitude can be varied between two values by selecting the direction of rotation of the drive.
  • Both the principle of transmission of the drive torque from an electric motor to (at least) two - preferably counter-rotating - eccentric or eccentric groups by means of a toothed belt or the like and the principle of controlling the vibration amplitude by selecting the direction of rotation by means of the Austiciansexzenter can also be used for embodiments in which the electric motor (or the electric motors) are mounted on the vibrating plate.
  • the eccentrics do not sit on the shaft of the electric motor and the transmission of the drive torque takes place via torque-transmitting means (toothed belts, toothed wheels, drive shafts, etc.)
  • the mutual position of the eccentrics can be fixed by these transmission means. It results in a kind of "forced operation" of the eccentric.
  • the intermediate element may have a shape significantly different from the illustrated embodiments, and for practical reasons is preferably flat, i. has only a relatively small extent in the direction perpendicular to the vibrating platform level.
  • the elastic elements In order to be able to position the elastic elements ideally, it will advantageously extend over a plurality of peripheral areas. It may be present, for example, as a ring-like element, which approximately follows the course of the oscillating-plate edge. There may also be several non-contiguous intermediate elements.
  • the invention according to its second aspect also works with more than one electric motor.
  • two electric motors may be arranged on the base plate, the base frame or in the base housing and each equipped with one transmission means each having one eccentric module.
  • the invention can also be realized with a single eccentric or a single eccentric group or with multiple eccentric / eccentric groups; then more complex two- or three-dimensional vibrations may be performed instead of substantially vertical vibrations.
  • Many variants are also conceivable for the transmission mechanisms between the electric motor and the eccentric module and are known to the skilled person from the functional principle.
  • the transmission of torque from a shaft to the eccentric weight / weights 50 can be done as in the described embodiment by the weights are rotationally fixed on the shaft, or via driver elements, for example, as is the case for the Ausretesexzenter, etc.
  • the coupling between a propeller shaft and the shaft to which the weights are attached may also be that the weights are attached to one end of the propeller shaft itself, that is, the propeller shaft is identical to the shaft of the eccentric weights.
  • FIG. 7 shows an electric motor 66 (stator 66.1, rotor 66.2, housing 66.3, bearing 66.4) which drives a shaft 61.
  • an eccentric 60 is fixed rotatably on both sides. The two eccentrics are aligned in their angular position, so that no shear forces can result.
  • each eccentric is associated with at least one compensating eccentric, wherein the compensating eccentric relative to the shaft between two stops is pivotable, wherein the compensating eccentric is present at a rotation of the shaft in the one direction of rotation on the first stop and this is co-rotated and at a rotation in the other direction of rotation abuts the other stop and is rotated by this.
  • the compensation eccentric makes a different contribution to the total imbalance when it is present at the first stop than when it is present at the second stop.
  • two modes of operation result (high / low).
  • the eccentric itself does not have to be mounted in a fixed position but can also be rotated by standing against stops; is essential in this embodiment only that the relative angular position of eccentric and Ausretezenter is not the same for both directions of rotation.
  • the inertial forces in the sum act two-dimensionally, i. the horizontal inertial forces are not neutralized by counter-rotating eccentrics, and horizontal shaking forces result. If horizontal movements during vibration are not desired, they can be reduced or prevented by at least one of the following measures:
  • Anisotropic spring forces of the (possibly first and possibly also second) elastic elements which provide a much greater resistance to vibrations in the horizontal direction than vibrations in a vertical direction.
  • Examples of such elastic elements are drawn in FIG Guide means which prevent horizontal movements, for example.
  • Vertical rods which are fixed to the base member or intermediate member and protrude into corresponding openings of the vibrating plate; These then act as a kind of plain bearing.

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Abstract

Gemäss einem Aspekt der Erfindung besitzt ein Gerät zur Stimulation des menschlichen Körpers mittels Vibrationen eine Schwingplatte (1), die über erste elastische Elemente (2) an ein Zwischenelement (3) gekoppelt ist. Dieses Zwischenelement - es kann im wesentlichen plattenförmig ausgebildet sein und einen ähnlichen Grundriss wie die Schwingplatte haben - ist über zweite elastische Elemente (4) an eine Grundplatte (5) gekoppelt ist, welche dafür ausgebildet ist, im Betriebszustand des Geräts auf einer Unterlage aufzuliegen. Der Schwingungsanreger besitzt Gewichte (50), die von einem Antrieb in Drehbewegungen versetzt werden und die bezüglich einer Drehachse exzentrisch angebracht sind. Die die Gewichte führende Welle ist dabei vorzugsweise direkt - also nicht über elastische schwingungsdämpfende Elemente - an die Schwingplatte (1) gekoppelt und drehbar gelagert. Gemäss einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein die Gewichte (50) antreibender Elektromotor (26) nicht auf der Schwingplatte (1) sondern beispielsweise auf der Grundplatte (5) angeordnet und zum Beispiel über eine Gelenkwelle (31) mit einer Welle gekoppelt, an der die Gewichte angebracht sind.

Description

GERÄT ZUR STIMULATION DES MENSCHLICHEN KÖRPERS
MITTELS VIBRATIONEN
Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Stimulation des menschlichen Körpers mittels Vibrationen, wie es für das Muskeltraining, oder ganz generell die Anregung des Körpers verwendbar ist.
Solche Geräte können als Fitnessgeräte mit einer vibrierenden Plattform ausgebildet sein, auf welche eine Benutzerin oder ein Benutzer steht oder sitzt oder auf welcher sie/er ein Körperteil abstützt. Es besteht auch die Möglichkeit für einen Benutzer, an der Plattform befestigte Gurtschlaufen in die Hand zu nehmen, und zu spannen. Durch die Vibrationen werden Reaktionen des Körpers hervorgerufen, und es ergibt sich eine stimulierende Wirkung sowie ein Trainingseffekt.
Ein Beispiel für ein solches Gerät findet man in der internationalen Offenlegungsschrift WO 02/053078. Die vibrierende Plattform (auch Schwingplatte genannt) wird durch einen Vibrator in Bewegung gesetzt. Der Vibrator besteht aus einem Motor, welcher auf der Unterseite der Platte angebracht ist und ein exzentrisches Gewicht bewegt. Aufgrund der Trägheit schwingt die Plattform bei Drehung des Gewichts. Die Schwingplatte ist auf einem Gestell angebracht, welches auf schwingungsdämpfenden Blöcken aufliegt, die direkt auf dem Boden stehen. Abweichend von diesem Prinzip sind Geräte mit vibrierender Plattform bekannt, bei welchen diese Plattform mittels schwingungsdämpfender Elemente auf einer möglichst schweren Grundplatte aufliegen, welche ihrerseits im Kontakt mit dem Boden steht.
In beiden Fällen werden Vibrationen auch auf den Boden übertragen, was je nach Standort zu massiven unerwünschten Lärmbelästigungen und sogar zu Schäden an Gebäuden führen kann. Ausserdem besitzt das ganze Gerät keine von der Schwingung entkoppelten Elemente, so dass eventuell zum Gerät gehörende Elektronikkomponenten im Betriebszustand des Gerätes dauernd vibrieren und langfristig Schaden nehmen können. Wenn möglichst wenige Schwingungen auf die Unterlage übertragen werden sollen, muss die Grundplatte sehr schwer sein, was der Handlichkeit des Gerätes natürlich abträglich ist.
Der Motor, welcher direkt auf der schwingenden Platte angebracht ist, muss entweder von sehr solider Bauart sein - dann ist er auch entsprechend teuer - oder er nimmt aufgrund der Vibrationen ebenfalls längerfristig Schaden.
Es sind, insbesondere für gezielt zu steuernde dreidimensionale Schwingungen (im Stile von Wippbewegungen) Lösungen mit einer zwangsgeführten Schwingplatte bekannt. Diese Lösungen sind bezüglich Abnutzung problematisch und können bei grossen Gewichtsunterschieden der Benutzer zu Überlastungen des Motors führen; ausserdem sind auch bei diesen Lösungen die Probleme der unerwünscht mit¬ vibrierenden Elemente und der Lärmbelästigung nicht gelöst.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Gerät mit einer Schwingplatte zur Verfügung zu stellen, welches Nachteile bestehender Geräte überwindet und bei dem insbesondere möglichst wenig Vibrationen an die Unterlage und/oder den Antrieb übertragen werden. Gemäss einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Schwingplatte über erste elastische Elemente an ein Zwischenelement gekoppelt ist und dieses Zwischenelement über zweite elastische Elemente an ein Grundelement (d.h. eine Grundplatte, ein Grundgestell oder ein Grundgehäuse) gekoppelt ist, welche dafür ausgebildet ist, im Betriebszustand des Geräts auf einer Unterlage aufzuliegen. Der Schwingungsanreger besitzt Gewichte, die von einem Antrieb in Drehbewegungen versetzt werden und die bezüglich einer Drehachse exzentrisch angebracht sind. Die die Gewichte führende Welle ist dabei vorzugsweise direkt - also nicht über elastische schwingungsdämpfende Elemente - an die Schwingplatte gekoppelt und drehbar gelagert. Abgesehen von der Kopplung über das Zwischenelement und die ersten und zweiten elastischen Elemente ist das Grundelement von der Schwingplatte vibrationsentkoppelt.
Vorzugsweise bildet das Zwischenelement ein mitschwingendes Gegengewicht, welches in Gegenphase zur Schwingplatte schwingt. Idealerweise geschieht das mit der identischen Kraftamplitude. Numerische Simulationen, die' die Kraftamplitude in Funktion der Steifigkeit der ersten und zweiten elastischen Elemente und der Schwingplatte- und Zwischenelementmasse näherungsweise berechnen können, sind an . sich bekannt. Es hat sich herausgestellt, dass eine besonders wirksame Entkopplung der Grundplatte bzw. des Grundgestells von den Schwingplatte erreicht wird, wenn die Masse des Zwischenelements eine Mindestmasse überschreitet, d.h. bei einem Gerat für durchschnittlich schwere und trainierte Benutzer beispielsweise mindestens 20 kg, vorzugsweise mindestens 35 kg, besonders bevorzugt mindestens 40 kg beträgt.
Das Zwischenelement kann im Wesentlichen plattenförmig ausgebildet sein und bspw. einen ähnlichen Grundriss haben wie die Schwingplatte. Es kann parallel zu dieser verlaufen und dort Aussparungen haben, wo an der entsprechenden lateralen Position auf der Schwingplatte oder auf dem Grundelement (s.U.) ein Elektromotor des Schwingungsanregers sitzt. Dies erlaubt eine kompakte Bauweise mit einem beschränkten Abstand zwischen Grundelement und Schwingplatte.
Gemäss einem zweiten Aspekt der Erfindung ist mindestens ein den elektrischen Antrieb bildender Elektromotor nicht auf der Schwingplatte sondern auf einem davon entfernten und schwingungsmässig möglichst entkoppelten Bauteil wie beispielsweise der Grundplatte, dem Grundgestell oder dem Grundgehäuse angeordnet. Die Schwingungen werden wie im ersten Aspekt durch Gewichte verursacht, die von einem Antrieb in Drehbewegungen versetzt werden und die bezüglich einer Drehachse exzentrisch angebracht sind. Die Welle, die die Gewichte führt, ist direkt - also nicht über elastische schwingungsdämpfende Elemente - an die Schwingplatte gekoppelt und drehbar gelagert. Die Drehmomentübertragung zwischen dem mindestens einen Elektromotor und der Welle geschieht über einen geeigneten Übetrtragungsmechanismus, der beispielsweise eine Gelenkwelle oder einen Riemen- oder Kettenantrieb beinhalten kann.
Oft besitzt der Schwingungsanreger mindestens zwei exzentrische Gewichte oder Gewichtegruppen (bspw. Gewichtepaare), welche gegenläufig rotieren. Damit kann bewirkt werden, dass die Schwingplatte bevorzugt in eine Richtung — beispielsweise die Vertikale — schwingt, während sich die Wirkung der exzentrischen Gewichte bezüglich der anderen Richtungen kompensiert. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform werden beide Gewichte bzw. Gewichtegruppen durch denselben Elektromotor angetrieben, wobei- die Drehmomente über Riemen- Ketten oder Zahnradantriebsmittel an die Wellen beider Gewichte/Gewichtegruppen übertragen werden. Dies hat nebst einer offensichtlichen Kostenersparnis - ein Motor kostet weniger als zwei Motoren - auch die Wirkung, dass die Synchronisierung zweier Antriebe kein Thema ist, d.h. ein gegenläufiges Drehen in Phase ist mit einem solchen Antriebsinechanismus einfach zu erreichen. Besonders bevorzugt ist die Kombination der beiden Aspekte der Erfindung. Dann ist die Form des Zwischenelementes, welches zwischen Grundplatte bzw. Grundgestell oder Grundgehäuse und der Schwingplatte angeordnet sein kann, entsprechend angepasst. Wenn das Zwischenelement beispielsweise plattenförmig ausgebildet ist, besitzt es an einer zentralen Stelle eine Öffnung oder Ausnehmung, durch welche Elemente des Übertragungsmechanismus hindurchgeführt werden können. Konkret kann das Zwischenelement scheibenförmig mit mindestens einer Öffnung sein oder auch die Form eines Hufeisens oder Ringes haben, W-förmig ausgebildet sein oder irgend eine andere geeignete Form mit vorzugsweise flachen Abmessungen haben.
Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand von Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 als Prinzipienskizze einen Schnitt durch eine Ausführungsform der Erfindung gemäss ihrem ersten Aspekt.
Fig. 2 eine Explosionsdarstellung einer Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung.
Fig. 3 als Prinzipienskizze einen Schnitt durch eine Ausführungsform der Erfindung gemäss ihrem zweiten Aspekt.
Fig. 4 als Prinzipienskizze einen Schnitt durch eine Ausführungsform der Erfindung bei einer Kombination beider Aspekte. Fig. 5 eine Explosionsdarstellung wesentlicher Elemente einer Ausführungsform der Erfindung, welche beide Aspekte kombiniert.
Fig. (5 eine Darstellung von Elementen eines Mechanismus, welcher durch einen Elektromotor erzeugte Drehmomente auf zwei gegenläufig drehende Exzentergruppen überträgt.
Fig. 7 eine sehr schematische Darstellung einer Lösung mit einem Schwingungsanreger, welcher nur einen einzigen Elektromotor aufweist, an welchen zwei Exzenter (bzw. Exzentergruppen) gekoppelt sind.
Das Gerät in Figur 1 besitzt eine Schwingplatte 1 welche für die Stimulation eines Benutzers in Vibrationen versetzt werden kann. Die Schwingplatte ist über ein erstes elastisches Element, nämlich eine erste Feder 2 an ein Zwischenelement 3 gekoppelt. Dieses ist seinerseits über ein zweites elastisches Element, nämlich eine zweite Feder 4, an eine Grundplatte 5 gekoppelt. Die Grundplatte steht auf einer Unterlage 6 - beispielsweise eine Decke eines Filnessraums - auf, wobei in an sich bekannter Art noch dämpfende Elemente 7 vorgesehen sein können. Nur schematisch dargestellt ist ein Schwingungsanreger 8, der eine elektrisch angetriebene Welle mit mindestens einen daran angebrachten Exzenter beinhaltet. Der Schwingungsanreger ist direkt an die Schwingplatte 1 gekoppelt, und zwar so, dass an der Lagerung der Welle angreifende Trägheitskräfte ungedämpft auf die Schwingplatte übertragen werden.
Das Zwischenelement 3 kann als im Wesentlichen in sich steifer, beispielsweise plattenförmiger Körper ausgebildet sein. Es kann aber auch mindestens ein Gewicht beinhalten, das sich innerhalb gewisser Grenzen relativ zum Rest des Zwischenelements bewegen kann. In dieser Ausführungsform besitzt also das Zwischenelement einen Zwischenelement-Grundkörper und relativ zu diesem bewegbares Material. Das bewegbare Material kann in sich lose, d.h. nicht formfest sein. Beispielsweise kann der Zwischenelement-Grundkörper einen in sich geschlossenen Wassertank - u.U. mit Querstegen - aufweisen, wobei das bewegbare Material eine Wasserfüllung ist. In einem zweiten Beispiel ist das bewegbare Material körnig, beispielsweise Staub, Sand oder feiner Kies. Dann besitzt beispielsweise der Zwischenelement-Grundkörper nebst einem plattenförmigen Bauteil ein Kunststoffgehäuse für das körnige Material, oder das lose Material ist in einen Stoff sack oder dergleichen eingebracht. Das bewegbare Material kann aber auch ein oder mehrere in sich steife Körper sein, die durch eine Feder mit dem Zwischenelement-Grundkörper gekoppelt sind. Es hat sich gezeigt, dass die schwingungsmässige Entkopplung von Schwingplatte und Grundplatte bzw. Grundgehäuse durch das Zwischenelement besonders effektiv funktioniert, wenn dieses bewegbares Material enthält.
Die ersten elastischen Elemente und vorzugsweise auch die zweiten elastischen Elemente sind an den Grundkörper das Zwischenelementes gekoppelt.
Figur 2 zeigt eine Explosionsdarstellung einer Ausführungsform gemäss dem in Figur 1 dargestellten Prinzip. Die Grundplatte 5 ist im Wesentlichen starr mit einem Aufbau 11 verbunden, welcher Handgriffe 12 für den Benutzer und ein Bedienungspaneel 13 beinhaltet. Im Innern des Aufbaus oder an diesem angebracht befindet sich auch eine Steuerelektronik sowie eventuell Netzteile und dergleichen. Mit der Grundplatte verbunden ist - optional - eine Radachse 14 mit Transportrollen 15, mittels derer das Gerät über kurze Distanzen transportiert werden kann. Die Schwingplatte 1 ist aus einem steifen Glasfaser-Kompositmaterial oder einem beliebigen anderen geeigneten Material (verstärkter Kunststoff, Metalllegierung etc.) gefertigt und besitzt eine sich für den Benutzer angenehm anfühlende Standfläche, beispielsweise aufgrund eines Antirutschbelags oder einer Antirutschmatte. Die Schwingplatte 1 besitzt noch Befestigungslöcher für Elektromotoren und elastische Elemente (hier rund gezeichnet) sowie für Gurtschlaufen (hier eckig gezeichnet). Das Zwischenelement 3 ist hier in sich steif, im wesentlichen plattenförmig und weist Öffnungen 3.1, 3.2 auf. Diese Öffnungen dienen in der dargestellten Ausführungsform dazu, Platz für zwei Elektromotoren 16 zu schaffen, welche beide an der Schwingplatte befestigt sind und über eine Welle je einen in der Figur nicht gezeichneten Exzenter oder eine Gruppe von Exzentern in Drehbewegung versetzen. Vorzugsweise sind die Elektromotoren so ausgebildet, dass sie in mindestens einem Betriebsmodus die Exzenter/Exzentergruppen in zueinander gegenläufige Bewegung versetzen, so dass beispielsweise nur die vertikale Komponente der Trägheitskräfte in Vibrationsbewegungen umgesetzt wird, während sich andere Komponenten der Trägheitskräfte kompensieren. Zu diesem Zweck können die Elektromotoren über elektrische bzw. elektronische Steuerungsmittel miteinander synchronisiert werden. Dies ist aber unter Umständen nicht nötig: wenn die Elektromotoren dieselbe Drehzahl haben und die Schwingplatte genügend steif ist, erfolgt eine Synchronisierung schon durch die vibratorische Kopplung der Elektromotoren aneinander.
Im gezeichneten Ausführungsbeispiel sind die ersten elastischen Elemente 2 als wabenförmige Elastomerkörper ausgebildet, während die zweiten elastischen Elemente 4 in der Plattenebene symmetrisch sind. Ebenfalls gezeichnet sind dämpfende Füsse 17. Diese dämpfenden Füsse sind optional und können auch weggelassen oder durch Filzaufleger oder dergleichen ersetzt werden.
Beispiele:
Folgende Parameter wurden in einem ersten Beispiel für Federsteifigkeiten und Plattenmassen verwendet: Steifigkeit der vier ersten elastischen Elemente: cx=40 N/mm, cy=l 1.5 N/mm, cz=33 N/mm (x und y bezeichnen die Richtungen entlang der Plattenebene, z die Vertikale).
Steifigkeit der vier zweiten elastischen Elemente: Cx= cy=42 N/mm, cz=120 N/mm.
Masse der verwendeten Bauteile: Vibrationsplatte mit Schwingungsanregern: 24 kg, Zwischenplatte 40 kg, Grundplatte mit Elektronik und Aufbau 23 kg.
Die berechneten Amplituden der Reaktionskräfte an den Fusspunkten übersteigen in dieser Konfiguration bei Schwingungsfrequenzen um 50 Hz 15 N nicht. Es wird also eine weit gehende Entkoppelung der Grundplatte von den Schwingungen erreicht.
In einem zweiten Beispiel wurden die Steifigkeiten der elastischen Elemente unverändert belassen, die Zwischenplatte hatte aber eine Masse von 60 kg. Die Amplitude der Reaktionskräfte an den Fusspunkten ist dann bei 50 Hz unter 10 N.
Durch weitere Veränderungen der Masse des Zwischenelementes und auch der Schwingplatte und verändern der Steifigkeiten und Steifigkeitsverhältnisse der elastischen Elemente können die Reaktionskräfte weiter beeinflusst werden. Eine Verringerung der Steifigkeiten Cx und cy der zweiten elastischen Elemente entlang der Plattenebene bringt beispielsweise eine noch weitergehende Entkopplung, wobei aber die statischen Eigenschaften (insbesondere beim Betreten der Schwingplatte durch schwere Personen) schlechter werden können.
Eine Prinzipienskizze für den zweiten Aspekt der Erfindung findet man in Figur 3. Das System besitzt eine vergleichsweise massive (die Masse beträgt beispielsweise mindestens 60 kg, vorzugsweise mindestens 100 kg) Grundplatte 5, auf welcher durch elastische Elemente 22 eine Schwingplatte 1 angebracht ist. Gemäss dem zweiten Aspekt der Erfindung besteht der Schwingungsanreger aus mindestens zwei Komponenten: Mindestens einem Elektromotor 26, welcher von der Schwingplatte entkoppelt ist und daher weit gehend nicht mit-vibriert, und einem Exzentermodul 27 welches mindestents ein Gewicht aufweist, das durch Drehen einer Welle in eine Rotationsbewegung versetzbar ist und gegenüber der Rotationsachse exzentrisch angeordnet ist. Das Exzentermodul 27 ist direkt an die Schwingplatte 1 gekoppelt in dem Sinn, dass Trägheitskräfte, welche auf Lager der Welle wirken, im wesentlichen ungedämpft an die Schwingplatte übertragen werden. Die Drehmomentübertragung zwischen Elektromotor 26 und Exzentermodul 27 erfolgt über Übertragungslemente 28 wie beispielsweise einer Gelenkwelle (Kardanwelle oder ähnlich), einen Antrieb mittels elastischen Riemen oder einen Kettenantrieb etc. Der Übertragungsmechanismus kann unter den bekannten Übertragungsmechanismen ausgewählt sein, solange Elektromotor und Exzentermodul vibrationsentkoppelt sind, d.h. der Übertragungsmechanismus eine Entkopplung (im Sinne der Übertragung von Vibrationen) gewährleistet.
Die Erfindung gemäss ihrem zweiten Aspekt kann an sich für beliebige Fitnessgeräte mit Vibrationsplattform verwendet werden, die einen Vibrationsantrieb über ein Exzentermodul und Trägheitskräfte vorsehen; es muss lediglich der Elektromotor auf einem von der Schwingplatte verschiedenen, möglichst von dieser vibrationsentkoppelten Bauteil angebracht sein. Besonders vorteilhaft ist aber die Kombination mit dem ersten Aspekt der Erfindung, da hier die Grundplatte bzw. das Grundgestell besonders effizient von der Vibrationsplattform entkoppelt ist. Eine entsprechende Prinzipienskizze findet man in Figur 4. Die Bezugszeichen 1 bis 7 bezeichnen in dieser Figur dieselben Elemente wie in Figur 1. Der Vibrationsantrieb ist aber wie in Fig. 3 in zwei Komponenten aufgeteilt, nämlich einen Elektromotor 26 und ein Exzentermodul 27, welche durch Übertragungselemente 28 verbunden sind. Ebenfalls im Unterschied zum Aufbau gemäss Figur 1 besitzt das plattenförmige Zwischenelement 3 eine Aussparung oder Öffnung 3.3, aufgrund ^
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welcher die Verbindung zwischen Elektromotor 26 und Exzentermodul 27 möglich wird. Selbstverständlich kann auch bei einer Kombination beider Aspekte der Erfindung das Zwischenelement einen Zwischenelement-Grundkörper und relativ zu diesem bewegbares, beispielsweise in sich loses Material aufweisen.
Figur 5 zeigt eine Ausführungsform gemäss dem Prinzip von Figur 4 in Explosionsdarstellung. Die Bezugszeichen 1-5, 11-15 und 17 bezeichnen dieselben Elemente wie in Fig. 2. Im Unterschied zu Fig. 2 besitzt das Fitnessgerät nur einen einzigen Elektromotor 26, welcher auf der Grundplatte befestigt — bspw. aufgeschraubt - ist. Es besteht auch die Möglichkeit, den Elektromotor an einem separaten, von der Schwingplatte ebenfalls vibrationsentkoppelten Bauteil zu montieren. Beispielsweise kann in der Grundplatte eine Ausnehmung oder Öffnung vorhanden sein, durch welche hindurch der Elektromotor nach unten ragt, wobei der Elektromotor dann auf einem an der Grundplatte befestigten Blech aufgeschraubt ist. So kann Platz gewonnen werden.
Das Exzentermodül 27 hingegen ist fest mit der Schwingplatte 1 verbunden, beispielsweise ebenfalls mit dieser verschraubt. Das plattenförmige Zwischenelement 3 besitzt eine in der dargestellten Ausführungsform T-förmige Öffnung 3.3 durch welche der Elektromotor von unten und das Exzentermodul von oben her hindurchragen. Eine Gelenkwelle 31 dient als Übertragungselement und überträgt Drehmomente vom Elektromotor an das Exzentermodul.
Das Exzentermodul 27 ist in Figur 6 noch etwas übersichtlicher dargestellt. Das Modul besitzt in der gezeichneten Ausführungsform eine Montageplatte 41 und zwei mit dieser starr verbundene Stege 42. Zwischen den Stegen 42 befinden sich drei Zahnräder 43, 44, ein beidseitiger Zahnriemen 47 und eine Spannrolle 46. Die Zahnräder 43, 44 werden durch Lager 45 in den Stegen geführt und sind um je eine Drehachse 48 drehbar. Sobald das als mittlere Zahnrad 43 (das Eingangs-Zahnrad) durch die Gelenkwelle 31 in Drehbewegung versetzt wird, beginnen aufgrund der Wirkung des Zahnriemens 47 auch die beiden äusseren Zahnräder 44 (die Ausgangs- Zahnräder) zu drehen, und zwar bei der gezeichneten Führung des Zahnriemens in gegenläufigem Drehsinn. Von den Wellen 49 der äusseren Zahnräder wird je ein Paar von Exzentern 50 geführt (in der Figur 6 sind die hinteren Exzenter jeweils nicht sichtbar). Bei gegenläufiger Drehung der Exzenterpaare vibrieren das Exzentermodul und damit auch die fest daran gekoppelte Schwingplatte 1 in erster Linie in vertikaler Richtung.
Die gezeichnete Ausführungsform besitzt noch eine Spezialität: Nebst den erwähnten Exzentern 50 sind noch zwei Paare von Ausgleichsexzentern 51 vorhanden. Diese besitzen bezüglich der Drehachse eine kleinere Unwucht als die Exzenter 50, beispeilsweise weil sie leichter sind als diese. Sie sind im Gegensatz zu den Exzentern 50 nicht drehfest mit der Welle verbunden sondern schwenkbar relativ zu dieser. Auch sind sie unmittelbar neben den Zahnrädern angeordnet. Die Zahnräder besitzen je zwei Mitnehmerzapfen 52 aufgrund welcher bei einer Drehbewegung der Zahnräder auch die Ausgleichsexzenter mitgedreht werden. Bei einer Drehung in die eine Drehrichtung sind dabei wie in der Zeichnung die Ausgleichsexzenter 51 so angeordnet, dass ihre Exzentrität derjenigen der Exzenter 50 entgegenwirkt. Dann verringern sich die Gesamtexzentrizität und damit auch die Trägheitskräfte bei einer durch die festgelegte Vibrationsfrequenz gegebenen Rotationsgeschwindigkeit. Bei einer Drehung in die andere Richtung kommen die Ausgleichsexzenter automatisch auf der anderen Seite ihres Mitnehmerzapfens 52 - die beiden Seiten des Mitnehmerzapfens dienen als Anschläge für den Ausgleichsexzenter - zu liegen, sind dann in derselben Drehstellung wie die Exzenter 50 und erhöhen die Unwucht und daher die Trägheitskräfte. Mit dieser einfachen Massnahme kann also die Vibrationsamplitude zwischen zwei Werten variiert werden, indem die Drehrichtung des Antriebs gewählt wird. Sowohl das Prinzip der Übertragung des Antriebsmomentes von einem Elektromotor auf (mindestens) zwei — vorzugsweise gegenläufig rotierende - Exzenter bzw. Exzentergruppen mittels eines Zahnriemens oder dergleichen als auch das Prinzip der Regelung der Vibrationsanmplitude durch Wahl der Drehrichtung mittels der Ausgleichsexzenter kann auch für Ausführungsformen verwendet werden, bei denen der Elektromotor (bzw. die Elektromotoren) auf der Schwingplatte befestigt sind. In Ausführungsformen, in denen die Exzenter nicht auf der Welle des Elektromotors sitzen und die Übertragung des Antriebsmomentes über Moment-Übertragungsmittel (Zahnriemen, Zahnräder, Gelenkwellen etc.) erfolgt, kann die gegenseitige Lage der Exzenter durch diese Übertragungsmittel fixiert sein. Es ergibt sich quasi eine „Zwangsführung" der Exzenter.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind blosse Beispiele für die Umsetzung der Erfindung. Sie können in mancher Weise abgeändert werden. Das Zwischenelement kann beispielsweise eine von den gezeichneten Ausführungsformen deutlich abweichende Form haben, wobei es aus praktischen Gründen vorzugsweise flach ist, d.h. in der Richtung senkrecht zur Schwingplattformebene nur eine verhältnismässig kleine Ausdehnung hat. Um die elastischen Elemente ideal positionieren zu können wird es sich mit Vorteil über mehrere periphere Bereiche erstrecken. Es kann beispielsweise als ringartiges Element vorhanden sein, das dem Verlauf des Schwingplalten-Randes ungefähr folgt. Es können auch mehrere nicht zusammenhängende Zwischenelemente vorhanden sein.
Die Erfindung gemäss ihrem zweiten Aspekt funktioniert auch mit mehr als einem Elektromotor. Es können beispielsweise zwei Elektromotoren auf der Grundplatte, dem Grundgestell oder in dem Grundgehäuse angeordnet und mit je einem Übetragungsmittel zu je einem Exzentermodul ausgestattet sein. Obwohl alle beschriebenen Ausführungsformen davon ausgehen, dass zwei Exzenter oder Exzentergruppen mit gegenläufigem Drehsinn vorhanden sind, ist die Erfindung auch mit einem einzigen Exzenter oder einer einzigen Exzentergruppe oder auch mit mehreren Exzentern/Exzentergruppen realisierbar; dann werden unter Umständen anstelle der im Wesentlichen vertikalen Vibrationen komplexere zwei- oder dreidimensionale Schwingungen ausgeführt. Auch für den Übertragungsmechanismen zwischen Elektromotor und Exzentermodul sind viele Varianten denkbar und vom Funktionsprinzip her der Fachperson bekannt.
Die Übertragung von Drehmomenten von einer Welle auf das exzentrische Gewicht/ die Gewichte 50 kann wie in der beschriebenen Ausführungsform geschehen, indem die Gewichte drehfest auf der Welle fixiert sind, oder auch über Mitnehmerelemente, beispielsweise wie das für die Ausgleichsexzenter der Fall ist, etc. Die Kopplung zwischen einer Gelenkwelle und der Welle, an welcher die Gewichte angebracht sind, kann übrigens auch darin bestehen, dass die Gewichte an einem Ende der Gelenkwelle selbst angebracht sind, dass also die Gelenkwelle mit der Welle der exzentrischen Gewichte identisch ist.
Die vorstehend beschriebenen .Ausführungsbeispiele der Erfindung gemäss ihren zwei Aspekten beruhen jeweils darauf, dass exzentrische Gewichte zueinander gegenläufig rotieren, so dass bspw. nur die vertikale Komponente der Trägheitskräfte in Vibrationsbewegungen umgesetzt wird. Dieses Merkmal stellt keine Notwendigkeit dar. Es können auch gleichläufig oder gar unkoordiniert rotierende exzentrische Gewichte verwendet werden, oder es kann auch nur ein einziges exzentrisches Gewicht verwendet werden. Eine besonders bevorzugte Variante ohne gegenläufig rotierende Exzenter ist in Figur 7 sehr schematisch dargestellt. Figur 7 zeigt einen Elektromotor 66 (Stator 66.1, Rotor 66.2, Gehäuse 66.3, Lager 66.4), der eine Welle 61 antreibt. An der Welle ist beidseitig je ein Exzenter 60 drehfest befestigt. Die beiden Exzenter sind in ihrer Winkelposition aufeinander ausgerichtet, so dass sich keine Scherkräfte ergeben können. Selbstverständlich kann auch in dieser gezeichneten Ausführungsform vorgesehen sein, dass jedem Exzenter mindestens ein Ausgleichsexzenter zugeordnet ist, wobei der Ausgleichsexzenter gegenüber der Welle zwischen zwei Anschlägen schwenkbar ist, wobei der Ausgleichsexzenter bei einer Rotation der Welle in die eine Drehrichtung am ersten Anschlag ansteht und von diesem mit-gedreht wird und bei einer Rotation in die andere Drehrichtung am anderen Anschlag ansteht und von diesem mit-gedreht wird. Dadurch kann der Ausgleichsexzenter einen anderen Beitrag zur gesamten Unwucht leistet wenn er am ersten Anschlag ansteht als wenn er am zweiten Anschlag ansteht. Es ergeben sich also auch bei festgelegter Drehzahl (was die Vibrationsfrequenz fixiert) zwei Betriebsmodi (high/low). Auch der Exzenter selbst muss übrigens nicht drefest gelagert sein sondern kann durch Anstehen an Anschlägen mit-gedreht werden; wesentlich ist bei dieser Ausführungsform lediglich, dass die relative Winkelposition von Exzenter und Ausgleichsexzenter nicht für beide Drehrichtungen dieselbe ist.
In der Ausführungsform gemäss Figur 7 wirken die Trägheitskräfte in der Summe zweidimensional, d.h. die horizontalen Trägheitskräfte werden nicht durch gegenläufig rotierende Exzenter neutralisiert, und es ergeben sich Schüttelkräfte in der Horizontalen. Sofern horizontale Bewegungen bei der Vibration nicht erwünscht sind, können diese mit mindestens einer der folgenden Massnahmen vermindert bzw. verhindert werden:
Anisotrope Federkräfte der (ggf. ersten, eventuell auch zweiten) elastischen Elemente, die Vibrationen in horizontale Richtung einen viel grosseren Widerstand entgegensetzen als Vibrationen in vertikale Richtung. Beispiele für solche elastischen Elemente sind in Figur 2 gezeichnet Führungsmittel, die horizontale Bewegungen verhindern, bspw. vertikale Stäbe, welche am Grundelement oder Zwischenelement befestigt sind und in entsprechende Öffnungen der Schwingplatte hineinragen; diese wirken dann als eine Art Gleitlager.

Claims

PATENTANSPRUCHE
1. Gerät zur Stimulation des menschlichen Körpers mittels Vibrationen, aufweisend eine zu Vibrationen anregbaren Schwingplatte (1) mit einer Standfläche und einen Schwingungsanreger, welcher mindestens ein drehbares und bezüglich einer Drehachse exzentrisches Gewicht (50) und Antriebsmittel, mittels derer das exzentrische Gewicht (50) in eine Drehbewegung versetzbar ist, aufweist, wobei die Position der Drehachse (48) relativ zur Schwingplatte (1) fest ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingplatte über erste elastische Elemente (2) an ein Zwischenelement (3) gekoppelt ist und das Zwischenelement (3) über zweite elastische Elemente an eine Grundplatte (5), ein Grundgestell oder ein Grundgehäuse gekoppelt ist.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steifigkeit der ersten und zweiten elastischen Elemente und die Masse des Zwischenelementes so gewählt sind, dass das Zwischenelement ein mitschwingendes Gegengewicht bildet, welches in Gegenphase zur Schwingplatte schwingt.
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse des Zwischenelementes (3) bzw. die Summe der Massen aller Zwischenelemente mindestens 20 kg, vorzugsweise mindestens 35 kg beträgt.
4. Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (3) im Wesentlichen plattenförmig ist.
5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (3) und die Schwingplatte (1) parallel zueinander verlaufen und dass das Zwischenelement mindestens eine Öffnung (3.1, 3.2; 3.3) aufweist, welche sich an der lateralen Position eines Elektromotors oder von Elektromotoren der Antriebsmittel befindet.
6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (3) relativ zu einem Zwischenelement-Grundkörper bewegbares Material aufweist.
7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegbare Material lose ist.
Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmittel des Schwingungsanregers einen einzigen Elektromotor umfassen.
9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Welle auf zwei Seiten aus dem Elektromotor herausragt und wobei auf beiden Seiten je mindestens ein exzentrisches Gewicht an die Welle gekoppelt ist.
10. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmittel des Schwingungsanregers zwei Elektromotoren umfassen, welche je eine Welle mit mindestens einem exzentrischen Gewicht antreiben, wobei die Wellen vorzugsweise zueinander parallele verlaufen und im gegenläufigen Drehsinn angetrieben sind.
11. Gerät zur Stimulation des menschlichen Körpers mittels Vibrationen, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8 oder 10, mit einer zu Vibrationen anregbaren Schwingplatte (1) und einem Schwingungsanreger, welcher mindestens ein drehbares und bezüglich einer Drehachse exzentrisches Gewicht (50) und Antriebsmittel, mittels derer das exzentrische Gewicht (50) in eine Drehbewegung versetzbar ist, aufweist, wobei die Position der Drehachse (48) relativ zur Schwingplatte (1) fest ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmittel mindestens einen Elektromotor (26) aufweisen, welcher auf einem von der Schwingplatte verschiedenen und an diese höchstens über elastische Elemente (2, 4, 22) gekoppelten Bauteil angebracht ist.
12. Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil, an welchem der Elektromotor (26) angebracht ist, eine Grundplatte, ein
Grundgestell oder ein Grundgehäuse ist, welches dafür vorgesehen ist, auf
. einer Unterlage plaziert zu werden, wobei es eventuell durch dämpfende
Elemente (17) auf der Unterlage abgestützt wird.
13. Gerät nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass Übertragungsmittel vom mindestens einen Elektromotor zu einer in fester Position relativ zu der Schwingplatte gelagerten Welle (49) über eine Gelenkwelle (31) erfolgt.
14. Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungsanreger zwei exzentrische Gewichte oder Gruppen von exzentrischen Gewichten (50) aufweist, welche im Betriebszustand je um eine Drehachse (48) rotieren, und dass beide exzentrische Gewichte oder Gruppen von exzentrischen Gewichten (50) durch einen einzigen Elektromotor antreibbar sind.
15. Gerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachsen (48) im Wesentlichen parallel und die Drehrichtungen der Rotationsbewegungen , der beiden exzentrischen Gewichte oder Gruppen von exzentrischen Gewichten einander entgegengesetzt sind.
16. Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einem exzentrischen Gewicht (50) ein Ausgleichsexzenter (51) zugeordnet ist, wobei der Ausgleichsexzenter gegenüber der Welle zwischen zwei Anschlägen schwenkbar ist, wobei der Ausgleichsexzenter bei einer Rotation der Welle in die eine Drehrichtung am ersten Anschlag ansteht und von diesem mit-gedreht wird und bei einer Rotation in die andere Drehrichtung am anderen Anschlag ansteht und von diesem mit-gedreht wird, und dass der Ausgleichsexzenter einen anderen Beitrag zur gesamten Unwucht leistet, wenn er am ersten Anschlag ansteht als wenn er am zweiten Anschlag ansteht.
17. Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine exzentrische Gewicht (50) drehfest mit einer Welle gekoppelt ist, und dass die durch den Ausgleichsexzenter (51) verursachte Unwucht die gesamte Unwucht erhöht wenn er am ersten Anschlag ansteht, wohingegen die Unwucht des mindestens einen exzentrischen Gewichts (50) durch die vom Ausgleichsexzenter verursachte Unwucht mindestens teilweise kompensiert wird, wenn dieser am zweiten Anschlag ansteht.
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