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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Stimulation eines Bereichs des menschlichen Körpers.
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Generell sind Vorrichtungen zur Stimulation eines Teils bzw. Bereichs des menschlichen Körpers bekannt. Im einfachsten Falle kann ein Lautsprecher, der eine Körperpartie beschallt, bereits in geringem Umfang eine Stimulation hervorrufen. Allerdings ist auch bei großer Lautstärke der erzielbare Effekt nur gering, insbesondere wenn beispielsweise eine medizinisch nachweisbare Wirkung erzielt werden soll, z. B. zur Verhinderung von Muskelschwund oder Osteoporose.
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Vorrichtungen, die mittels Lautsprechern und Übertragungselementen Schall auf den menschlichen Körper übertragen, sind beispielsweise aus der
DE 36 87 657 T2 und aus der
DD 265 326 A5 bekannt.
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Weiterhin sind auch Ultraschallerzeuger für medizinische Anwendungen bekannt, die beispielsweise in die Vagina eingeführt werden und mit einstellbaren Frequenzen angeregt. Hierdurch kann eine bildgebende Diagnostik durchgeführt werden. Allerdings spüren die Patienten von der Schalleinleitung nichts. Derartige Lösungen zeigen die
DE 60 2004 011 050 T2 und die
DE 60 2005 002 405 T2 .
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Wieder andere Lösungen stellen auf den Einsatz von Motoren oder von Membranen ab, wobei die Motoren bzw. Membranen insbesondere von Vibratoren über Steuerungen mit einer Signalquelle verbunden werden, um die Motoren bzw. die Membranen beispielsweise im Takt einer Melodie durch die Signalquelle anzusteuern. Solche Lösungen zeigen die
DE 20 2006 009 826 U1 und die
DE 298 17 780 U1 .
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Ansonsten sind auch Massagegeräte bekannt, die über motorische Vorrichtungen massageähnliche Drücke auf den Körper ausüben. z. B. Massagesessel.
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Bekannt sind schließlich Körperschallwandler, bei denen sich ein magnetischer Motor (MM-Motor – Moving Magnet Motor), z. B. in Form eines elektromagnetischen Antriebs, bewegt, um auf diese Weise Kräfte auf z. B. Tische, Fensterscheiben und Schränke zu übertragen. Hierdurch werden die genannten Objekte als Biegewellen-Membran genutzt.
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Nachteilig ist bei all den vorbekannten Lösungen, dass es nicht möglich bzw. schwierig ist, eine Körperschalleinleitung zwecks Stimulation eines Körperteils so vorzunehmen, dass ein hinreichender Effekt erzielt wird, ohne dass hierfür ein großer apparativer Aufwand getrieben werden muss.
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Der Erfindung liegt im Lichte dessen die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Stimulation eines Bereichs des menschlichen Körpers so fortzubilden, dass es möglich ist, in einfacher und kostengünstiger Weise und bei sehr kompakter Bauart eine effektive Stimulation zu erzielen. Dabei soll es also in effizienter Weise möglich werden, die Vorrichtung zur Übertragung von hörbaren und fühlbaren Körperschallwellen zum Zwecke der Unterhaltung, der Massage, der Therapie, der Körperhygiene und der Kommunikation optimal tauglich zu machen.
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Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung sieht vor, dass die Vorrichtung zur Stimulation eines Bereichs des menschlichen Körpers aufweist:
- – mindestens ein Stimulationselement, das einen zur Kontaktnahme mit einem Bereich des menschlichen Körpers vorgesehenen und ausgebildeten Kontaktabschnitt umfasst,
- – mindestens einen elektrodynamischen Erreger, der einen Grundkörper mit Spule und einen relativ zum Grundkörper samt Spule in eine Erregungsrichtung beweglichen Magneten umfasst,
- – mindestens einen Signalerzeuger, der ein elektrisches Signal zum Anregen des elektrodynamischen Erregers erzeugen kann, wobei der Signalerzeuger in elektrische Verbindung mit dem elektrodynamischen Erreger bringbar ist,
wobei der Grundkörper mit Spule des elektrodynamischen Erregers fest mit dem Stimulationselement verbunden ist.
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Gemäß einer Weiterbildung sind mindestens zwei elektrodynamische Erreger vorhanden, deren Grundkörper mit Spule mit dem Stimulationselement verbunden sind. Jeweils zwei elektrodynamische Erreger können dabei in der Erregungsrichtung parallel wirkend angeordnet sein (sog. Push-Pull-Anordnung), wobei die beiden Magnete der elektrodynamischen Erreger mittels eines Abstandshalters verbunden werden.
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Das Stimulationselement kann einen sich in eine Längsrichtung erstreckenden länglichen Abschnitt umfassen. Dabei stimmt die Längsrichtung vorzugsweise mit der Erregungsrichtung überein. Der Abschnitt des Stimulationselements ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung als zylindrischer oder hohlzylindrischer Abschnitt ausgebildet. Hiermit sind insbesondere die weiblichen bzw. männlichen Genitalien besonders gut stimulierbar.
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Der Abschnitt des Stimulationselements kann andererseits an seinem axialen Ende einen Handgriff aufweisen. Hierdurch eignet sich die Vorrichtung besonders gut als Bestandteil einer Spielkonsole für ein Computerspiel. Bislang ist es lediglich bekannt, dass Vibrationen in Bestandteilen von Spielkonsolen (z. B. Joysticks oder Gamecontroller) durch Motoren mit Unwucht erzeugt werden. Der erfindungsgemäße Vorschlag liefert insoweit eine verbesserte Stimulation und somit eine realitätsnahe Spielerfahrung.
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Das Stimulationselement kann weiterhin als stiftförmiger Fortsatz ausgebildet sein oder einen stiftförmigen Fortsatz aufweisen.
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Eine Weiterbildung sieht vor, dass das Stimulationselement eine abgeschlossene Kavität aufweist, die mit einem Fluid (Gas oder Flüssigkeit) gefüllt ist.
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Der elektrodynamische Erreger ist bevorzugt als elektromagnetischer Körperschallwandler ausgebildet, der frei von einer Membran ist.
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Der elektrodynamische Erreger arbeitet ähnlich wie ein Lautsprecher, er hat allerdings keine Membran und leitet Körperschall direkt in einen Festkörper ein. Es weist einen Grundkörper mit Spule auf, die sich in einem Permanentmagnetfeld befinden. Bei der Beaufschlagung der Spule mit einer Eingangsspannung bewegt sich der Magnet. Körperschallwandler besitzen also keine Membran, die elektromagnetisch bewegt wird, sondern der Magnet mit seiner im Vergleich zu einer Membran hohen Masse bewegt sich elektromagnetisch. Dadurch wird ein wesentlich höherer Impuls erzielt, mit dem erfindungsgemäß Audiosignale hör- und fühlbar auf und in den Körper übertragen werden können.
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Die beiden Teile des elektrodynamischen Erregers, die sich relativ zueinander in eine translatorische Erregungsrichtung bewegen, werden zumeist über eine Zentrierspinne zentriert.
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Mit derartigen Körperschallwandlern kann beispielsweise eine Leistung von 50 Watt in das Stimulationselement eingeleitet werden. Dieses kann dabei mit einer Amplitude bis zu mehreren Millimeter schwingen.
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Der Signalerzeuger ist bevorzugt zur Wiedergabe von Musik ausgebildet. Es arbeitet beispielsweise über eine Stromversorgung mit 12 V.
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Demgemäß stellt die Erfindung darauf ab, Signale des Signalerzeugers, insbesondere Audiosignale wie Musik, in Form von Körperschallwellen auf oder in den menschlichen Körper zu übertragen. Demgemäß wird ein Körperschallwandler beispielsweise zur akustischen Anregung eines Stabes zum Zwecke der körperinternen Stimulation eingesetzt.
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Mit der vorliegenden Erfindung werden also beispielsweise Audiosignale direkt auf oder in den Körper übertragen.
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Die gemäß dem oben diskutierten Stand der Technik vorbekannten Lautsprecher haben sich hierfür auf Grund ihres niedrigen Ankopplungswirkungsgrades als ungeeignet erwiesen; hierbei wird lediglich weitgehend Luft durch die Lautsprechermembran beschleunigt, so dass der Körper hiermit nicht ausreichend angeregt werden kann. Der Impuls der Membran selbst ist zu gering, um als Reaktion einen Körper ausreichend anzuregen.
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Im Falle der vorbekannten Motoren zur Stimulation kann indes nur ein kleiner Teil niederfrequenter, amplitudenkonstanter Schwingungen über eine Unwucht wiedergegeben und in den Körper eingeleitet werden, was sich ebenfalls als unzureichend herausgestellt hat.
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Körperschallwandler sind bisher lediglich im Zusammenhang mit der Anregung großflächiger Gegenstände zum Zwecke der Biegewellenanregung bekannt geworden.
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Die vorliegende Erfindung kombiniert in neuer und unerwartet effizienter Weise einen Körperschallwandler mit einem kompakten Übertragungselement (Stimulationselement), das akustische Körperschallwellen direkt in oder auf den Körper leitet.
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Wie bereits erwähnt, werden bevorzugt mehrere Körperschallwandler in der sogenannten Push-Pull-Anordnung eingesetzt, um den in den Körper einleitbaren Impuls weiter zu erhöhen.
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Im Anwendungsfall eines Vibrators kommt bevorzugt ein handelsüblicher Körperschallwandler zum Einsatz, der mit einem in den Körper einführbaren Stab als Stimulations- bzw. Übertragungselement verbunden ist. Das Stimulationselement kann gemäß den gewünschten Zielen auch anders ausgeformt sein. Damit kann generell eine Schalleinleitung mittels des Körperschallwandlers und des Stimulations- bzw. Übertragungselements in die weiblichen oder männlichen Genitalien bzw. generell in die erogenen Zonen erfolgen.
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Weiterhin kann generell eine akustische Reinigung des mittels der vorgeschlagenen Vorrichtung angeregten Körpers erreicht werden, wobei beispielsweise an eine Zahnbürste gedacht werden kann, die mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattet ist. Möglich wird hierdurch beispielsweise eine körperschallgekoppelte Musikeinleitung in den Mund während des Zähneputzens, was dieses attraktiver machen kann, insbesondere bei Kinder.
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Möglich wird ferner eine akustische Therapie des angeregten Körpers. Möglich wird so z. B. eine Muskelanregung oder die Therapie von Osteoporose durch eine Erhöhung der Knochendichte.
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Kommunikative Elemente können ebenfalls erwogen werden, z. B. durch körperlich fühlbare akustische Signale im Rahmen der Kommunikation über das Telefon oder Internet.
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Demgemäß stellt die Erfindung ein Gerät zur Übertragung von hörbaren, d. h. akustischen, und fühlbaren Körperschallwellen zum Zwecke der Unterhaltung, der Massage, der Therapie, der Körperhygiene und der Kommunikation zur Verfügung.
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Die Körperschallwandler für akustische Signale können auch mit einem Übertragungselement zur Auflage auf den Körper verbunden sein.
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Eine Variation des Erfindungsvorschlags stellt darauf ab, im Stimulationselement ein Fluid in einer entsprechenden Kavität anzuordnen und über dieses den Körperschall vom elektrodynamischen Erreger und das Stimulationselement auf oder in den Körper einzubringen.
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Hierbei kann vorgesehen werden, dass die Kavität im Stimulations- bzw. Übertragungselement nicht vollständig mit einem Fluid befüllt ist. Es kann auch eine Fluid-Gasmischung vom Körperschall angeregt werden, um einen ästhetischen und/oder mentalen Effekt zu erzeugen (z. B. für die Meditation).
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Zur Impulserhöhung können – wie bereits erwähnt – auch mehrere Körperschallwandler gekoppelt werden. Dabei ist insbesondere an eine paarweise (oder Vielfache davon) Anordnung der Körperschallwandler gedacht, die in der Push-Pull-Anordnung mit einem Verbindungselement gekoppelt betrieben werden. Dies erlaubt es, die Linearität und den Impuls des Stimulationseffekts zu erhöhen.
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Der Signalerzeuger kann dabei sowohl separat außerhalb des Stimulationselements vorgesehen werden; möglich ist es aber auch, dass er in das Stimulationselement integriert wird. Dies betrifft sowohl die Signalerzeugung als auch die gegebenenfalls benötigte Signalverstärkung. Als Tonquelle kommen beispielsweise MP3-Player, ein Radio oder ein Ton-Funkempfänger in Frage.
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Die Vorrichtung wird fachmännisch mit den benötigten und an sich bekannten Elementen ausgestattet, wie Komponenten zur Stromversorgung (Akku, Batterie), Prozessoren und Verstärker.
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Wird die Signalerzeugung und ggf. Signalverstärkung extern vorgenommen, kann das Signal dem Stimulationselement und namentlich dem elektrodynamischen Erreger per Kabel zugeführt werden.
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Besondere Ausstattungsergänzungen sind ebenfalls vorteilhaft. So kann vorgesehen werden, dass das Stimulations- bzw. Übertragungselement von innen beleuchtet wird. Vorzugsweise wird die Beleuchtung mit Leuchtdioden vorgenommen. Vorgesehen werden kann auch, dass die Beleuchtung über einen Algorithmus mit dem Audiosignal gesteuert wird. Hierfür wird das Material für das Stimulationselement entsprechend gewählt. Besonders bewährt hat sich als Material ein durchscheinender bzw. transparenter Kunststoff wie Plexiglas, so dass die Beleuchtung – beispielsweise im Takt der wiedergegebenen Musik – erfolgen und gut wahrgenommen kann. Entsprechend kann aber auch beispielsweise Glas oder transparentes Gießharz zum Einsatz kommen.
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Die Leistung der gesamten Vorrichtung kann über einen Algorithmus mit dem Audiosignal gesteuert werden. So kann für unterschiedlich ausgesteuerte Audiosignale eine ausgewogene hör- und fühlbare Audio-Wiedergabe sichergestellt werden. Das Audiosignal wird dabei also auf einen passenden Grad verstärkt.
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Das Gesamtgerät kann im Frequenzgang und in der Phase angepasst betrieben werden. So kann auch im in den Körper eingeführten Zustand des Stimulationselements eine ausgewogen hör- und fühlbare Audio-Wiedergabe sichergestellt werden.
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Eine andere Anwendung sieht vor, dass ein für das Ohr eines Gehörlosen geeigneter stiftförmiger Fortsatz als Übertrager des Körperschalls – angeordnet an einem Kopfhörerbügel – angesteuert wird, um als stark verstärkte Audioquelle fühlbar wahrgenommen werden zu können.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
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1 eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung einer Stimulationsvorrichtung für den weiblichen Genitalbereich gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
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2 eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung einer Stimulationsvorrichtung für den weiblichen Genitalbereich gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
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3 eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung einer Stimulationsvorrichtung für den männlichen Genitalbereich gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung,
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4 eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung einer Stimulationsvorrichtung für den weiblichen Genitalbereich gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung,
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5 eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung einer Stimulationsvorrichtung für den weiblichen Genitalbereich gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung,
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6a die teilweise geschnittene Seitenansicht und
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6b die zugehörige Draufsicht auf eine Stimulationsvorrichtung für eine Computer-Spielkonsole gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung,
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7 schematisch einen Kopfhörer für Gehörlose, der mit zwei Stimulationsvorrichtungen für die beiden Ohren versehen ist, gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung und
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8 eine Stimulationsvorrichtung in Form einer Zahnbürste gemäß einer achten Ausführungsform der Erfindung.
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In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, nämlich eine Vorrichtung 1 zur Stimulation der weiblichen Genitalien. Die Vorrichtung 1 weist ein Stimulationselement 2 auf, in dessen Innerem ein zylindrischer Hohlraum 16 ausgebildet ist. In diesem Hohlraum ist ein elektrodynamischer Erreger 4 in Form eines Körperschallwandlers angeordnet. Der Erreger 4 weist einen Grundkörper mit Spule 6 auf, der frei im Hohlraum 16 angeordnet ist. Der Magnet 5 ist über eine Zentrierspinne 17 mit dem Grundkörper mit Spule 6 verbunden, d. h. der Magnet 5 kann sich in eine Erregungsrichtung E relativ zum Grundkörper mit Spule 6 bewegen, wenn der elektrodynamischer Erreger 4 mit einem elektrischen Signal beaufschlagt wird.
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Zur Erregung des elektrodynamischen Erregers 4 steht dieser über ein Kabel 18 und eine Steckerverbindung 19 mit einem Signalerzeuger 7 in Verbindung. Der Signalerzeuger kann ein Audiosignal – entsprechend verstärkt und gegebenenfalls frequenzgefiltert – an den Erreger 4 abgeben.
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Am Stimulationselement 2 ist ein Kontaktabschnitt 3 angeformt, der eine axial endseitig abgerundete zylindrische Form mit einer Längsrichtung L aufweist; der Kontaktabschnitt 3 ist zum Einführen in die Vagina bestimmt und ausgebildet; er wird durch einen hierfür ausgebildeten Abschnitt 9 des Stimulationselements 2 charakterisiert.
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Die Erregungsrichtung E und die Längsbewegung L sind parallel zueinander.
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Wird der elektrodynamische Erreger 4 vom Signalerzeuger 7 mit einem Audiosignal beaufschlagt, schwingt der Magnet 5 und mit diesem als Gegenkraft (Reaktio) das Stimulationselement 2 in Erregungsrichtung E, wodurch der Stimulationseffekt der Vagina erreicht wird. Durch den Einsatz des membranfreien Körperschallwandlers 4 tritt ein Stimulationseffekt auf, der sehr viel stärker ist, als es der Fall wäre, wenn ein herkömmlicher Lautsprecher mit einer Lautsprechermembran verwendet würde.
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In 2 ist eine Variante der Lösung gemäß 1 gezeigt. Hier arbeiten zwei Erreger 4 in einer sog. Push-Pull-Anordnung zusammen. Demgemäß ist ein hülsenförmiger Abstandshalter 8 vorgesehen, der an seinen Enden die Magnete 5 der beiden Erreger 4 einfasst. Der Stimulationseffekt kann hierdurch weiter verstärkt werden.
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Ansonsten entspricht die Ausführungsform gemäß 2 derjenigen gemäß 1.
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In 3 ist zu sehen, dass der Abschnitt 9 des Stimulationselements 2 hohlzylindrisch ausgebildet ist, so dass der Kontaktabschnitt 3 einen zylindrischen Innenraum bildet, der zur Aufnahme des Penis geeignet ist.
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Auch hier entspricht die Lösung ansonsten wiederum derjenigen gemäß 1.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach 4 ist eine weitere Variante zur Lösung gemäß 1 skizziert. Der stabförmige Kontaktabschnitt 3 weist hier eine Kavität 12 auf, die mit einem Fluid 13, z. B. mit einer nieder-viskosen Flüssigkeit, gefüllt ist. Demgemäß wird der Körperschall, der vom Erreger 4 aus in das Fluid 13 übertragen wird, von diesem über die Wandung des Kontaktabschnitts 3 weiter übertragen, was die Wirkungsweise geringfügig verändert und beispielsweise dann vorteilhaft ist, wenn der Kontaktabschnitt 3 flexibel ausgebildet werden soll.
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Die Lösung gemäß 5 zeichnet sich dadurch aus, dass hier eine Anzahl – nämlich sechs – elektrodynamische Erreger 4 in den stabförmigen Kontaktabschnitt 3 des Stimulationselements 2 integriert sind. Ansonsten ist das Konzept wiederum ähnlich zu dem gemäß 1.
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In den 6a und 6b ist in der Seitenansicht und in der Draufsicht ein Bedienelement für einen Computer (Gamecontroller) 1 dargestellt. Durch die Anregung mittels der elektrodynamischen Erreger 4 kann dem Benutzer des Bedienelements 1 ein intensives Spielgefühl vermittelt werden. Die Übertragung erfolgt nicht nur durch die Steuerknüppel an die Finger, sondern auch über die Halteflächen an die Hände.
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In 7 ist ein kopfhörerartiges Gerät skizziert, das Gehörlosen oder stark Schwerhörigen dienen kann, Geräusche wahrzunehmen. An einem Bügel 14 sind zwei Vorrichtungen 1 mit jeweiligen Stimulationselementen 2 angeordnet. Die Stimulationselemente 2 weisen einen stiftförmigen Fortsatz 11 auf, der zum Ansatz auf dem bzw. im Ohr oder andernorts am Kopf des Benutzers ausgebildet werden kann. Durch die direkte Körperschalleinkopplung des akustischen Signals des – hier wieder nicht dargestellten – Signalerzeugers kann somit dem Gehörlosen oder stark Schwerhörigen ein wahrnehmbares Akustiksignal vermittelt werden.
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Eine weitere Variante der Erfindung ist in 8 dargestellt, wo die Vorrichtung 1 zur Stimulation einen Bürstenkopf 15 umfasst, der am Ende des Stimulationselements 2 angeordnet ist. Durch diese Ausgestaltung einer Zahnbürste kann das Zähneputzen – insbesondere für Kinder – attraktiver gemacht werden, weil ein intensives Hörerlebnis während des Zähneputzens vermittelt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung zur Stimulation
- 2
- Stimulationselement (Übertragungselement)
- 3
- Kontaktabschnitt
- 4
- elektrodynamischer Erreger (Körperschallwandler)
- 5
- Magnet (beweglich über Zentrierspinne 17)
- 6
- Grundkörper mit Spule
- 7
- Signalerzeuger
- 8
- Abstandshalter
- 9
- Abschnitt des Stimulationselements
- 10
- Handgriff
- 11
- stiftförmiger Fortsatz
- 12
- Kavität
- 13
- Fluid (Gas, Wasser)
- 14
- Bügel
- 15
- Bürstenkopf
- 16
- Hohlraum
- 17
- Zentrierspinne
- 18
- Kabel
- 19
- Steckerverbindung
- E
- Erregungsrichtung
- L
- Längsrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3687657 T2 [0003]
- DD 265326 A5 [0003]
- DE 602004011050 T2 [0004]
- DE 602005002405 T2 [0004]
- DE 112006002179 T5 [0005]
- CA 2391521 A1 [0005]
- DE 202008011722 U1 [0005]
- DE 202006015550 U1 [0005]
- DE 202005004843 U1 [0005]
- DE 60133112 T2 [0005]
- DE 202006009826 U1 [0006]
- DE 29817780 U1 [0006]
