GyroTwister

Gyrotwister in Orange. Der schwarze Gummiring um den „Äquator“, der die Griffigkeit erhöht, fehlt.

Skizze aus dem US-Patent

Der Gyrotwister (in Anlehnung an griechisch γύρος, „Kreisel“ oder „Runde“, auch unter den Markennamen Dynabee, Powerball, RollerBall, Bushido Ball, Spin Ball,"Timmi Ball" oder Gyro Exerciser bekannt) ist ein tennisballgroßes Spielzeug oder Trainingsgerät. In diesem Ball befindet sich ein ca. 200 g schweres Schwungrad, dessen Achse in einer Nut um den „Äquator“ des Balls gelagert ist. Das Schwungrad lässt sich durch kreisende Bewegungen der Hand beschleunigen und erreicht dabei bis zu 16.000 Umdrehungen/min.

Die Kreiselachse ist durch diese Nut frei beweglich um eine Achse, die senkrecht zur Kreiselachse steht. Wenn der rotierende Kreisel durch die auf eine Auslenkung folgenden Kreiselkräfte zu präzedieren beginnt, dann wird die Kreiselachse an ihren beiden Enden so an die jeweilige Ober- bzw. Unterseite der Nut gedrückt, dass die Achsenden darin jeweils wie Räder abrollen. Durch das Abrollen kippt die Kreiselachse weiter, und die Präzession wird aufrechterhalten.

Die Reibung innerhalb der Nut und das Abrollen der Achsenden sind also essentiell wichtig für die Funktion des GyroTwisters, da sich dem Kreisel ohne Präzession keine Energie zuführen lässt. Ein geölter Twister kann deshalb nicht funktionieren.

Durch Handbewegungen, die dem Druck der präzedierenden Kreiselachse entgegenwirken bzw. nachgeben, lässt sich der Kreisel beschleunigen bzw. abbremsen. Wird dabei nicht behutsam vorgegangen, rutscht die Kreiselachse in der Nut und bremst den Kreisel ab. Besonders bei niedrigen Drehzahlen braucht der Trainierende dafür einige Übung.

Auch der Durchmesser der Achsenden spielt eine entscheidende Rolle für die Drehmomentübertragung von der Nut auf die Kreiselachse. Wäre die Achse zu dünn, würde die Präzessionsbewegung des Kreisels die Abrollgeschwindigkeit der Achsenden in der Nut überholen und der Kreisel würde abgebremst oder es würde kein genügender Anpressdruck der Achsenden in der Nut erzeugt. Wäre die Achse zu dick, würde die Abrollgeschwindigkeit der Achsenden die Präzessionsbewegung überholen und die Achsenden würden beginnen durchzurutschen oder die zur Beschleunigung notwendigen rollierenden Handbewegungen würden zu groß werden, um vom Handgelenk noch ausgeführt werden zu können.

Trotz geringen Eigengewichts können bei 10.000 Umdrehungen pro Minute erhebliche Kräfte von mehr als 150 N auftreten (das entspricht etwa der Kraft, die man für das Heben von 15 kg benötigt). Die Drehzahl lässt sich mit Hilfe eines Mikrofons und eines Programms (Webseite des Herstellers) ganz einfach messen.

Zum "Anlassen" des Kreisels wird eine Schnur um seinen Äquator gewickelt und schnell abgezogen; mancher Geübte schafft es schon mit einem Daumenschnipser.

Nach dem Erfolg des ersten Geräts kamen verschiedene Epigonen anderen Namens auf den Markt. Der Hersteller selbst brachte ein weiterentwickeltes Modell auf den Markt, das über einen eingebauten Generator innen angebrachte LEDs je nach Drehzahl unterschiedlich hell aufleuchten lässt.

Der GyroTwister kommt in verschiedenen Sportarten (z. B. im (Tisch-)Tennis und Klettern) als Trainingsgerät zur Kräftigung des Handgelenks und der Unterarmmuskulatur zum Einsatz.

Literatur

• Christian Ucke, Hans-Joachim Schlichting: Faszinierendes Dynabee. In: Physik in unserer Zeit. Band 33, Heft 5, 2002, S. 230–231, doi:10.1002/1521-3943(200209)33:5<230::AID-PIUZ230>3.0.CO;2-4 (PDF)
• Patent US3726146: GYROSCOPIC DEVICE.
• Patent US5800311: Wrist exerciser.
• Gebrauchsmuster DE20308861U: Device for exercising hand and arm muscles comprises a spherical rotor housing with a guide ring which is located equatorially along the connection line between the bottom and top halves of the housing.

Siehe auch

• Tischtennis-Trainingsgeräte

Weblinks

 Commons: Gyroscopic exercise tools – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Ausführliche theoretische Erklärung aus "Spektrum der Wissenschaft" (PDF, 449 kB)