Akustisches Schutzgerät für das Ohr.
Die meisten bis jetzt üblichen Horschutz- geräte gegen Explosions-und Schallschäden des Ohres bestehen aus einem Pfropfen verschiedenen Materials (Watte, Wachs, Gummi, Kunststoffe), welcher, in den Gehörgang eingeführt, diesen dieht verschlie¯t. Dadurch wird jedoch der ganze Tonbereich gedämpft, was die Sprachverständlichkeit zu stark herabsetzt. Um diesen Nachteil zu beheben, wurden Schutzgeräte bekanntgegeben, bei wel- chen zwei den Ohren vorzusetzende akustische Hohlraumresonatoren durch einen Tragb gel verbunden sind, so da¯ diese Ïhnlich wie Kopfhörer ber den Kopf des TrÏgers gestülpt werden können.
Die Hohlraumresonatoren sind mit der Aussenluft durch einen oder mehrere Kanäle verbunden und sind so konstruiert, dass sie auf der gegenüberliegen den Seite direkt in den Gehörgang einfUhr- bar sind. Ein solches Gerät hat den Nachteil der Unbequemlichkeit beim Tragen, da der Kopfbügel beim Arbeiten hinderlich sein kann und die Hohlraumresonatoren verhält- nismässig grosse Objekte darstellen. Ausserdem ist der Schutz des Gehöres ungenügend, zu- mal auch keine Gewähr f r einen dichten Abschluss der Hohlraumresonatoren gegen über dem Ohr besteht. Da schon eine kleine Spalte genügt, um die akustischen Schwingungen durchzulassen, so ist dadurch die Schutzwirkung des erwÏhnten GerÏtes stark vermindert.
Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, sowohl den Nachteil der Ohrpfropfen wie @ie auch den Nachteil der beschriebenen Hohl- raumresonatoren zu beheben. Sie beruht auf der Erkenntnis, dass es möglieh ist, f r den gewünschten Ge'hörschutz taugliche TiefpaBfilter zu bilden, und zwar mit Geräten so ge ringer Abmessungen. dass diese ohne irgend- eine besondere Tragvorrichtung in den Ge horgang einsetzbar sind, wobei ein vollständiger Abschlu¯ gegen ber den Wandungen des Geh¯rganges m¯glich ist.
Demgemäss betrifft die vorliegende Erfindung ein akusti schesSchutzgerätfür das Ohr, das dadurch gekennzeichnet ist, da. es aus einem zapfenartig in den Gehörgang einsteckbaren Organ besteht, dessen Abmessungen und Gewicht so klein gehalten sind, daB es selbsttragend und dicht anliegend in den Gehörgang einsetzbar ist, und welches mindestens in dieser Gebrauchslage unter Mitbenützung des frei bleibenden Gehörgangvolumens ein Tiefpassfilter bildet, das so bemessen ist, dass es einen Teil des h¯rbaren Bereiches praktisch unge dämpft durchlässt, den übrigen, die höherenFre- quenzen umfassenden Teil dagegen praktisch abschirmt.
Ein solches Organ lässt sich leicht so ausbilden, dass es einerseits durch Einstekken eines Teils desselben in den Gehorgang gen gend Halt hat, ohne weitere bisher b liche, um den Kopf herumgeführte Befesti- gungsteile zu benötigen, und anderseits kaum erheblich aus s der Ohrmuschel herausragt, so da¯ es für den TrÏger in keiner Weise störend ist. Zweckmϯig weist das Organ mindestens einen durchgehenden Längskanal auf, dessen Länge und Querschnittsfläche so bemessen sind, dass er zusammen mit dem anschliessen- den Gehörganghohlraum ein eingliedriges Tiefpassfilter bildet. Als anschliessender Hohlraum kann ganz oder zum Teil der Gehörgang selbst benützt werden.
Auf diese Weise lässt sich an Raum sparen, so da¯ das Organ mit verhältnismässig geringen Abmessungen ausführbar ist.
Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen die
Fig. 1 und 2 je ein Ausführungsbeispiel im LÏngsschnitt.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 1 besteht das Organ aus dem Gehäuse a und einer Hülle c, die sich beim Einstecken dicht an die Wandung des Gehörganges b an- schmiegt und aus elastischem Material, z. B. aus Gummi, besteht. Das Gehäu-se a umschliesst eine Kammer d, deren Wandung nach der Aussenseite durch den Kanal e und nach der Gehörgangseite durch den Fanal ;, der durch die Hülle c hindurchgeführt ist, durchbrochen ist.
Der Kanal e, die Kammer d und der Ka nal/bilden zusammen mit dem freibleibenden Gehörgang b ein zweigliedriges TiefpaBfilter. Die soeben genannten Teile sind so bemessen, dass das akustische Sohutzgerät den gewünschten Teil des hörbaren Bereiches praktisch ungedämpft durchlässt, den übrigen Teil dagegen praktisch abschirmt, d. h. die zum Verstehen der Sprache notwendigen tiefen und teilweise auch die mittleren Frequen- zen des hörbaren Bereiches werden wenig, dagegen die darüberliegenden Frequenzen sehr stark gedämpft. Zu den tiefen Frequenzen rechnet man alle unterhalb 500 Hz liegenden Frequenzen und zu den mittleren, die zwischen 500 und 3000 Hz liegenden Frequenzen.
Bei geeigneter Ausbildung des Gehäuses a und der H lle c lässt sich ein guter, dichter Halt des Schutzgerates im Gehörgang und ein angenehmes Tragen erreichen.
Bezüglich der praktischen Bemessung ka-nn z. B. die Kammer d ein Volumen von
0, 85 cm3, der Aussenkanal e eine Länge von
0, 5 em und einen Durchmesser von 0, 1 cm aufweisen, wobei der Kanal f etwa eine
Lange von 1, 0 cm bei einem Durehmesser von ebenfalls 0, 1 cm besitzt und das restliehe Ge hörgangvolumen ungefähr 0, 425 cm3 betra gend angenommen werden kann.
Die Länge und Quer.schnittsflächedes Kanals f muB mit dem Volumen des Gehör ganges & in einem die gewünschte Dämpfung bewirkenden Verhältnis stehen ; ebenso ist dies beziiglich der Lange und der Quer schnittsflÏche des Kanals e in bezug auf das
Volumen der Kammer d der Fall.
Gemäss Fig. 2 besteht das Organ wieder aus dem Gehäuse a und der Gummihülle c, die an der Wandung des Geh¯rganges b an liegt und einen festen Sitz gewährleistet. Das
GehÏuse umschlieBt eine Kammer g, durch die ein von der Aussenseite nach der Gehör- gangseite durchgehendes Rohr h geführt ist, das mittels der QuerkanÏle i mit der Kam mer g in Verbin, dung steht. Die Querschnitts flÏch und die Länge des durch das Rohr ge bildeten Längskanals der auch durch die
Hülle c hindurchführt, sind so zu bemessen, da¯ er zusammen mit dem Volumen der Kam mer g und des Gehörganges b ein zweigliedri- ges Tiefpassfilter bildet. Hierbei ist auch die Lage der QuerkanÏle i sowie deren Ab messungen zu berücksichtigen.
Statt mehrerer
QuerkanÏle i kann natürlich auch ein ein ziger Querkanal bei entsprechender Bemes- sung verwendet werden.
Statt eines LÏngskanals wie derjenige f in Fig. 1 bzw. das Rohr h in Fig. 2 können auch mehrere solcher KanÏle vorgesehen sein.
Dasselbe gilt für den Kanal e in Fig. 1. Die übrigen Abmessungen sind den diesbezüg lichen Verhältnissen anzupassen.
Die Hülle c kann auch aus einem geeig netenKunststoff bestehen. Zweckmässig wird als Material ein weicher Gummi oder Kunst stoff verwendet, der sich dem Gehörgang, ohne bei lÏngerem Tragen unangenehm emp- fundenen Druck auszuüben, möglichst eng anpasst.
Die in der Zeichnung dargestellten und vorstehend erlÏuterten Ausf hrungsbeispiele sind zweigliedrigeTiefpassfilter,wobei das erste Glied ausschlie¯lich durch Teile des
Organes gebildet wird, namlich im Falle der
Fig. g. 1 aus dem. Kanal e, der Kammer d und der Hälfte des Kanals f und im Falle der Fig. 2 aus dem vor den QuerkanÏlen i lie genden Teil und ungefÏhr der HÏlfte des hinter den QuerkanÏlen i befindlichen Teils des Kanals h, den QuerkanÏlen i und der Kammer g. Glied besteht Glied besteht Fällen aus der zweiten HÏlfte des Kanals f bzw, li und dem zwischen der H lse c und dem Trommelfell liegenden Volumen des Geh¯rganges b.
Dementsprechend kann z. B., ausgehend vom Ausführungsbeispiel nach Fig. l, ein bloss eingliedriges Tiefpa¯filter dadurch erzielt werden, da¯ der den Kanal e und die Kammer d bildende Teil des Organes weg- gelasse und der Kanal f entsprechend dem nunmehr verbleibenden einzigen Glied angepa¯t wird.
Ganz allgemein tritt eine Tiefpasswirkung ein, wenn einem Hohlraum ein verhältnis- mϯig enger Kanal vorgeschaltet ist, wobei die Länge des Kanals und der Kammer klein sind im Verhältnis zu der abzuschirmenden Wellenlänge. Der Hohlraum muss durch eine Impedanz abgeschlossen sein, die demWellen- widerstand ungefÏhr angepa¯t ist.
Acoustic protection device for the ear.
Most of the hearing protection devices against explosion and sound damage to the ear that have been used up to now consist of a plug of various materials (cotton wool, wax, rubber, plastic) which, when inserted into the ear canal, actually closes it. However, this attenuates the entire sound range, which reduces speech intelligibility too much. In order to remedy this disadvantage, protective devices have been announced in which two acoustic cavity resonators to be placed in front of the ears are connected by a support bracket, so that they can be slipped over the wearer's head like headphones.
The cavity resonators are connected to the outside air through one or more channels and are designed so that they can be inserted directly into the ear canal on the opposite side. Such a device has the disadvantage that it is uncomfortable to wear, since the headband can be a hindrance when working and the cavity resonators represent relatively large objects. In addition, the protection of the hearing is inadequate, since there is also no guarantee that the cavity resonators will be sealed against the ear. Since a small gap is enough to let the acoustic vibrations through, the protective effect of the device mentioned is greatly reduced.
The present invention aims to remedy both the disadvantage of the earplugs and the disadvantage of the cavity resonators described. It is based on the knowledge that it is possible to form suitable low-pass filters for the desired hearing protection, and that with devices of such small dimensions. that these can be inserted into the ear canal without any special carrying device, whereby a complete seal against the walls of the ear canal is possible.
Accordingly, the present invention relates to an acoustic protective device for the ear, which is characterized in that. It consists of an organ that can be inserted into the auditory canal in the manner of a pin, the dimensions and weight of which are kept so small that it can be used in a self-supporting and tightly fitting manner in the auditory canal, and which, at least in this position of use, forms a low-pass filter using the volume of the auditory canal that remains free is dimensioned so that it lets through part of the audible range with practically no attenuation, while practically shielding the remaining part, which includes the higher frequencies.
Such an organ can easily be designed in such a way that, on the one hand, by plugging a part of it into the auditory canal, it has sufficient hold, without the need for other previously common fastening parts around the head, and, on the other hand, hardly protrudes significantly from the auricle so that it is in no way disruptive to the wearer. The organ expediently has at least one continuous longitudinal channel, the length and cross-sectional area of which are dimensioned in such a way that, together with the adjoining auditory canal cavity, it forms a single-part low-pass filter. The auditory canal itself can be used as a subsequent cavity in whole or in part.
In this way, space can be saved, so that the organ can be designed with relatively small dimensions.
The subject of the invention is shown in the drawing, for example, namely show
1 and 2 each show an embodiment in longitudinal section.
In the embodiment according to FIG. 1, the organ consists of the housing a and a sheath c which, when inserted, hugs the wall of the ear canal b and is made of elastic material, e.g. B. made of rubber. The housing a encloses a chamber d, the wall of which is broken on the outside by the channel e and on the auditory canal side by the fanal; which is passed through the cover c.
The channel e, the chamber d and the channel / form, together with the auditory canal b that remains free, a two-part low-pass filter. The parts just mentioned are dimensioned in such a way that the acoustic protective device allows the desired part of the audible range to pass through with practically no attenuation, but practically shields the remaining part, i.e. H. the low and, in some cases, the middle frequencies of the audible range that are necessary for understanding speech are slightly attenuated, while the frequencies above are very strongly attenuated. All frequencies below 500 Hz are included in the low frequencies and those between 500 and 3000 Hz in the middle frequencies.
With a suitable design of the housing a and the cover c, a good, tight hold of the protective device in the auditory canal and comfortable wearing can be achieved.
Regarding the practical dimensioning ka-nn z. B. the chamber d has a volume of
0.85 cm3, the outer channel e a length of
0.5 em and a diameter of 0.1 cm, the channel f about one
A length of 1.0 cm with a diameter of 0.1 cm and the remaining volume of the auditory canal can be assumed to be about 0.425 cm3.
The length and cross-sectional area of the canal f must be in a relationship with the volume of the auditory canal & that brings about the desired damping; This is also the case with regard to the length and the cross-sectional area of the channel e with regard to the
Volume of the chamber d the case.
According to FIG. 2, the organ again consists of the housing a and the rubber sleeve c, which rests on the wall of the ear canal b and ensures a tight fit. The
The housing encloses a chamber g, through which a tube h is passed which extends from the outside to the ear canal side and which is connected to the chamber g by means of the transverse canals i. The cross-sectional area and the length of the longitudinal channel formed by the pipe also through the
Sheath c is to be dimensioned in such a way that, together with the volume of the chamber g and the ear canal b, it forms a two-part low-pass filter. The position of the cross channels i and their dimensions must also be taken into account.
Instead of several
Cross channels i can of course also be used a single cross channel if dimensioned accordingly.
Instead of a longitudinal channel like the one f in FIG. 1 or the tube h in FIG. 2, several such channels can also be provided.
The same applies to channel e in FIG. 1. The other dimensions are to be adapted to the relationships in this regard.
The sheath c can also consist of a suitable plastic. A soft rubber or plastic is expediently used as the material, which adapts to the ear canal as closely as possible without exerting uncomfortable pressure during prolonged wear.
The exemplary embodiments shown in the drawing and explained above are two-part low-pass filters, the first part being exclusively divided by parts of the
Organ is formed, namely in the case of
Fig. G. 1 from the. Channel e, the chamber d and half of the channel f and in the case of FIG. 2 from the part in front of the transverse ducts i and approximately half of the part of the duct h, the transverse ducts i and the chamber g located behind the transverse ducts i . Link consists of the second half of the canal f or left and the volume of the ear canal b between the sleeve c and the eardrum.
Accordingly, z. For example, starting from the embodiment according to FIG. 1, a simple single-member low-pass filter can be achieved by omitting the part of the organ forming the channel e and the chamber d and adapting the channel f to the now remaining single member t will.
In general, a low-pass effect occurs when a cavity is preceded by a relatively narrow channel, the length of the channel and the chamber being small in relation to the wavelength to be shielded. The cavity must be closed by an impedance which is approximately matched to the wave resistance.