H¯rschutzgerÏt.
In den letzten Jahren mit modernen elek troakustischen Apparaten durchgeführte Ge höruntersuchungen zeigten, dass ein unerwartet hoher Prozentsatz der Industrie-und Bauarbeiter unter einer Schwerhörigkeit mässigen Grades leidet. Diese Schwerhörigkeit wird durch übermässige Belastung des Geh¯rs durch den LÏrm verursacht. Sie ist auch in der Armee häufig, wobei die Flieger, Artilleristen und Maschinengewehrschützen am meisten darunter leiden.
WÏhrend des letzten Weltkrieges hat die Zahl der Schwer- hörigkeitsfälle derart zugenommen, dass die Schaffung grosser Schwerhörigkeitszentren notwendig wurde, die sich mit der Wieder- herstellung des Gehörs, meistens mittels elek troakustischen Apparaten befassen. Die künst- liche Hörverbesserung stellt jedoch nur eine Notmassnahme dar und kann das normale Geh¯r nicht ersetzen.
Da anderseits die lÏrmbedingte Schwerhörigkeit im gegenwärtigen Zeitpunkt unheilbar ist und eine Verbesserung des gesehädigten Geh¯rs nur im Anfangsstadium der Schwerhörigkeit durch Einschaltung einer lÏngeren Ruhepause eintreten kann, sind die prophylaktischen Mittel von grosser Bedeutung.
Die Erfahrung zeigt, dass die versehieden artigsten Massnahmen zur direkten Lärmdämmung nicht genügen, um den LÏrm auf ein unschädliches Niveau herabzusetzen, so da¯ die individuellen Hörschutzgeräte, die als Kappen die Ohren zudecken oder als Ohrpfropfen in den Gehörgang eingeführt werden, das wirksamste Lärmabwehrmittel darstellen, das gleichfalls sehr wirtschaftlich ist.
Die indivi- duellen Hörsehutzgeräte haben aber einen grundsätzlichen Nachteil : sie dämpfen nicht nur die schädlichen, sondern auch die nützlichen Geräusehe ab, die entweder die Sprache oder akustischen Signale oder noch charak- teristischen Maschinengeräusche vermitteln.
Viele Leute wollen Horschutzgeräte nicht tragen, weil sie sich von der Umwelt gewissermassen abgeschnitten und unsicher fühlen. Es hat sich auch herausgestellt, dass die akustisehe Kontrolle des richtigen Maschinenlaufes und bei Ausführung versehiedenartiger Arbeiten eine grössere Rolle spielt als ursprünglich angenommen wurde. Hörsehutzgeräte wirken sich dabei naturgemäss hinderlieh aus.
Eine gewisse Verbesserungsmöglichkeit brachte die Erkenntnis mit sich, dass praktisch nur Frequenzen oberhalb 1000 Hz das Geh¯r schä digen. Dementsprechend entstanden H¯r schutzgeräte, die Frequenzen unterhalb 1000 Hz durchlassen. Ihre Schutzwirkung hat sich als vollkommen ausreichend erwiesen. Dabei gestatten sie, die meisten akustischen Signale ungehindert zu h¯ren und gewährleisten eine bessere Spraehverständliehkeit als die alle Frequenzen abdämpfenden GerÏte. H¯rschutzgeräte dieses Typus, die sich praktiseh bewährt haben, stellen Ohrpfropfen gebräuch- licher Grosse dar, die als zweigliedrige akusti- sche Tiefpassfilter wirken.
In akustischer Hinsicht setzen sie sich aus einer Kammer und zwei von ihr auslaufenden Kanäle zu sammen, von denen einer sich nach aussen öffnet und der andere in den dureh den Ohr pfropfen verschlossenen Gehorgang mündet.
Die Kammer des Gerätes und des verschlos- senen Gehörganges stellen akustische KapazitÏten, die KanÏle akustische Massen dar. Letztere ist für einen Kanal der Länge Z und dem Querschnitt q gleich @. l + 0,8?q/q wobei o die Dichte der Luft bezeichnet. Dabei l) ildet die erstgenannte Kammer, der Aussen- kanal und die Hälfte des gegen das Trommelfell laufenden Kanals das erste, und die zweite HÏlfte des letztgenannten Kanals mit dem verbleibenden Gehörgangsvolumen das zweite Filterglied. Durch Eliminieren des ersten Gliedes, das heisst durch Einführung eines durchbohrten Pfropfens, der keine Kammer enthält, in den Gehorgang, entsteht ein eingliedriges Tiefpassfilter.
Ein solches Filter besitzt den Vorteil grösserer Einfachheit. Es weist aber eine relativ geringe Dämpfung der sehädlichen hohen Frequenzen auf und wurde deshalb praktisch nicht verwendet.
Obwohl die als Tiefpassfilter wirkenden Horschutzgeräte gegenüber dem vollständigen Gehörgangsverschluss einen Fortschritt bedeuten, stellen sie noch nicht die bestmög- liche Lösung dar. Wichtige Sprachfrequenzen liegen beträchtlich höher als die Grenzfrequenz von 1000 Hz, so dass die Sprachverständlichkeit sich erst dann als praktisch normal bezeiehnen lässt, wenn Frequenzen bis 4000 Hz ungehindert zu hören sind. Die Tiefpasswirkung bringt auch eine Verzerrung der charakteristischen MaschinengerÏusche mit sich, was in gewissen Fällen nachteilig ist.
Es konnten nun Mittel zur weitgehenden Behebung der Unvollkommenheiten der als Tiefpassfilter wirkenden Ohrpfropfen gefun- den werden. Ihre Anwendung ist zwar auf nur eine Lärmart besehränkt, nämlich die Knalle, doeh zeigt es sich, dass in den meisten Fällen der für die Ohren schädliche Lärm sich vorwiegend aus einer oder weniger raschen Folge von Knallen zusammensetzt.
Dies gilt vor allem f r die Schusswaffen, aber auch f r Explosionsmotoren und pneumatisch angetriebene Werkzeuge. Auch Sehläge auf nicht zu stark resonierende Körper wirken sich akustisch als Knalle aus, so dass verschiedene Arten der Stanz-und Hammerarbeiten einen knallartigen Lärm erzeugen. Auch der Lärm der Webstühle fällt unter die gleiche Kategorie.
Bei vom Erfinder angestellten Versuehen mit einfaehen durehbohrten Ohrpfropfen, die nach den obigen Ausführungen in ihrer Gebrauehslage als Tiefpassfilter wirken, hat sich ergeben, dass ihr akustisehes Verhalten gegen- über den Knallen von den Dimensionen des Kanals stark abha. ngt. Dies gilt auch für den Fall, dass die akustische Masse konstant bleibt.
Die letztere hängt von der Lange und der Querschnittsfläche des Kanals ab, und zwar nimmt sie mit wachsender Kanallänge zu, mit waehsender Querschnittsfläche aber ab. Es ist somit möglich, die Dimensionen des Kanals in weiten Grenzen zu variieren und sie so wu wählen, dass sich dabei die akustische Masse nicht verändert. Mit konstanter Masse bleibt auch die Grenzfrequenz des Filters praktiseh konstant. Wird nun die Bohrung des Ohrpfropfens unter Beibehaltung gleieher akustiseher Masse enger gemaeht, so ergibt sich eine grössere Knalldämpf'ung, ohne dass sich dabei die Eigensehaften des Horschutzgerätes gegen- über anders gearteten Schallwellen substantiell ändern.
Es ist noch nicht vollständig abgeklärt, welche Vorgänge dabei die aus schlaggebende Rolle spielen. Zwei Faktoren treten aber in Erscheinung. Erstens wächst mit abnehmendem Kanalclurehmesser die Be deutung der Reibungskräfte, die eine starke Dämpfung auf die durch den Knall angereg ten Eigenschwingungen des Trommelfelles aus ben. Dadurch wird ein Teil der Knallenergie dem schalleitenden Apparat des Mittelohres entzogen und kann nicht auf das Innenohr wirken. Zweitens treten bei starken Luftbewegungen durch kurze Kanäle nichtlineare Verzerrungen auf, die sich als gleichgerichtete Strömungen äussern. Bei Knallen treten sie als Wirbelringe auf, die sich am Ausgang der Offnung bilden.
Dabei ruft ein Knall. einen Wirbelring nur hervor, falls er genügend stark ist ; es erscheint offen- sichtlich, dass es dazu Energie braucht. Die benötigte Energie wird im Wirbelring aufgespeichert, der während einer oder sogar mehreren Sekunden bestehen bleibt und sich nur langsam infolge Reibung aufl¯st. Diese Energie kann auf das Ohr nicht mehr schädigend wirken. Versuche deuten darauf hin, dass prozentual im Wirbelring desto mehr Energie vernichtet wird, je enger die Offnung ist, die zur Wirbelbildung Anlass gibt. Die Abdämpfung der Knalle durch enge Kanäle ist so stark, dass es möglich war, durch Verkleinerung der akustischen Masse des eingliedrigen Ohrfilters seine Grenzfrequenz bis auf 1500 Hz zu verlegen, ohne diese Wirkung aufzuheben.
Dabei wird die Dämpfung reiner Töne für alle Spraehfrequenzen praktisch aufgehoben, indem das Maximum nur 15 db. erreicht und die mittlere Dampfung der Frequenz 250, 500.
1000, 2000 und 4000 Hz, welehe für die Sprachverständlichkeit massgebend ist, etwa 5 di). betrÏgt. Die Sprachverständlichkeit bleibt somit in einer durchschnittlich ruhigen Umgebung völlig normal. Die mittlere DÏmpfung bezeichnet die Summe der in Dezibel ausgedrüekten Einzeldämpfungszahlen dividiert durch die Zahl der Summanden. Um ein besseres Verhältnis zwischen den f r die Knalldämpfung massgebenden Reibungskräf- ten und der akustischen Masse zu erhalten, können mehrere Kanäle nebeneinander angeordnet werden.
Auch eine Hintereinanderschaltung der Kanäle unter Zwischenschaltung kleiner Kammern ist hinsichtlich der Knallabsehwäehung zweckmässig, obwohl sich dabei eine gesteigerte Abdämpfung der hoheren Frequenzen nicht vermeiden lässt. Der dadurch bedingte mittlere Horausfall für die oben angegebenen Sprachfrequenzen kann aber leicht unter 10 db. gehalten werden, wobei 15 db. als Zulassigkeitsgrenze gelten d rfte.
Anderseits erscheint eine mϯige Abdämpfung der höheren Frequenzen günstig, da in Begleitung von Knallen oft Resonanzsehwingungen in dieser Frequenzlage auftreten. Gleich- zeitig lässt sich die Intensität der meisten anders gearteten Geräusche auf ein unsehäd- liches Niveau herabsetzen, und das Gerät wird universal verwendbar.
Dementsprechend betrifft die vorliegende Erfindung ein Hörsehutzgerät in Form eines Ohrpfropfens, der mindestens einen Kanal zum Verbinden des Gehörganges mit der Aussenluft aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die resultierende akustische Masse sämt- licher Kanäle zwischen 0, 02 und 0, 2 glem4 liegt und das Verhältnis der Querschnitts- flÏche jedes Kanals zu deren Umfang 0, 25 mm nicht übersehreitet, das Ganze derart, dass einerseits die schädigende Wirkung der Knalle auf das Gehörorgan aufgehoben wird und anderseits die mittlere Abdämpfung der Sprach- frequenzen 15 db. nicht bersteigt.
Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes.
Fig. I und 2 zeigen im vertikalen Längsmittelsehnitt je eine Ausführungsform.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 1 ist der Ohrpfropfen in Form einer Kappe 1 ausgebildet, deren geschlossenes Ende eine Ein buchtung 2 aufweist. Die eingebuehtete Wandstelle 3 ist durch zwei Kanäle 4 durchbrochen.
Im Innern der Kappe 1 ist ferner ein längsliegendes Stützglied 5 angeordnet, dessen inneres Ende an der die Kanäle 4 aufweisenden eingebuchteten Wandstelle sitzt und dessen äusseres Ende 6 als Handgriff für das Ein-und Ausschieben des Pfropfens ausgebildet ist. Die Kappe 1 ist in ihrer Form den Konturen des Gehörgangverlaufes des menseh- lichen Ohres angepasst und zu der Schnitt- ebene symmetriseh gestaltet. Wie ersichtlich, ist die Weite im mittleren Teil am geringsten infolge der in Fig. 1. oben dargestellten Einschnürung. Das innere Ende ist schwach und das äussere Ende stärker ausgeweitet.
Durch diese Form wird ein sicherer Ha. lt im Ohr ge währleistet. Ferner wird der Druck auf die Wände des Gehörganges gleichmässig verteilt, so dass bei dichter Anpassung an keiner Stelle ein Schmerzgefühl entsteht. Aus dem gleichen Grunde ist auch die Wandstärke der Kappe 1 in allen Teilen, die mit dem Gehörgang in Be rührung kommen, gleichgehalten. Als VIaterial dient ein elastisch nachgiebiger Stoff, wie Gummi, Kunststoff oder Kunstharz. Die Einbuchtung 2 schützt die KanÏle 4 gegen Ver- stopfungen, z. B. durch Ohrenschmalz.
Das Stützglied 5 bewirkt eine Versteifung in der Längsrichtung, welche die Einführung in den Gehörgang erleichtert, ebenso das Herausnehmen, wobei auch durch ausschliessliches Anfassen am Handgriff 6 Besehädigungen der Kappe 1 vermieden werden.
Bei einer praktisch ausprobierten Ausfüh- rungsform gemäss Fig. 1 wurden die KanÏle 4 mit einem Durchmesser von 0, 4 mm und mit einer Länge von je 0, 5 mm gewählt, wobei die resultierende, akustische Masse beider KanÏle 0, 04 g/cm4 betrÏgt.
Bei der Ausführungsform gemäss ¯ Fig. 2 ist der Rohrpfropfen zweiteilig ausgebildet.
Der innere Teil 7 ist, wie der Teil 1 in Fig. 1, kappenförmig ausgebildet und weist in gleicher NVeise eine Einbuchtung 2 auf, wobei die eingebuchtete Wandstelle 3 jedoeh nur durch einen einzigen zentralen Kanal 8 durchbro- ehen ist.
Der äussere Teil ist als Deckel 9 ausgebildet, welcher abnehmbar mit dem innern Teil 7 verbunden ist. Zu diesem Zweeke weist der innere Teil 7 einen ringsumlaufenden Randwulst 10 auf, während der Deekelteil 9 eine entspreehende Ringnut 11 aufweist. Da beide zusammenarbeitenden Teile aus elastisehemMa- terial bestehen, lässt sich durch entsprechende Kraftanwendung leicht eine Trennung des Ka. pselteils und des Deckelteils erreichen.
Ebenso ist ein Wiederzusammenfügen durch entsprechende Kraftanwendung leicht mog lieh. Trotzdem haften die beiden Teile in der dargestellten, zusammengefügten Lage dicht aneinander. Der Deckel 9 weist auf der ussenseite eine Einbuehtung 12 auf, wobei die eingebuchtete Stelle 13 durch einen Kanal 14 durchbrochen ist. Am Deckel 9 ist ferner ein Stützglied 15 angeordnet, welches die zwiselien dem Kappenteil 7 und dem Deekelteil 9 eingesehlossene Kammer 16 in der Längsrich- tung durchsetzt.
Das innere Ende 17 des Stützgliedes ist mit einer konischen Ausneh- mung 18 versehen und arbeitet beim Einschie- ben des Ohrpfropfens in den Gehörgang mit dem dem Deckel gegenüberliegenden Teil der Wandstelle 3 zusammen. Dadurch wird beim Einschieben des Pfropfens in den Gehörgang eine unerwünschte Deformation des Kapselteils 7 vermieden, da das Stützglied 15 eine entsprechende Versteifung des Kapselteils in der Längsriehtung herbeiführt, ähnlieh wie dies bei der Ausführungsform nach Fig. 1 durch das Stützglied 5 beim Einsehieben bewirkt wird. Hierbei kann die einführende Hand das äussere Ende des Stützgliedes 15 bei der Anschlussstelle am Deckelteil 9 erfassen.
Die Einbuchtungen 2 und 12 sch tzen die Kanäle 8 und 14 gegen Verstopfung.
Bei einem praktiseh erprobten Ausfüh- rungsbeispiel der Ausführungsform nach Fig, 2 hatten die KanÏle 8 und 14 den glei- chen Durchmesser von 0, 5 mm. Hierbei war die Länge des Kanals 8 mit 0, 5 mm und die Lange des Kanals 14 mit 0, 3 mm bemessen.
Die Abmessungen entsprechen einer resultie- renden akustisehen Masse beider KanÏle von 0, 09 g/cm4.
An Stelle des Kanals 8 können auch zwei oder mehrere parallel geschaltete Kanäle vorgesehen sein, wobei die Abmessungen jeweils entsprechend gewählt werden müssen. Dasselbe gilt für den Kanal 14, der ebenfalls ersetzt werden kann durch zwei oder mehrere parallel geschaltete Kanäle. Es empfiehlt sich durehwegs also sowohl bei der Ausführungsform nach Fig. 1, als auch bei der Ausfüh- rungsform naeh Fig. 2 im Falle parallel geschalteter KanÏle die resultierende akustisehe Masse dieser Kanäle höchstens mit 0, 12 g/cm4 zu bemessen. Die Kanäle sollten auf alle FÏlle einen Durchmesser aufweisen, der unter 1 mm liegt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2, bei der zwei hintereinander- liegende KanÏle 8 und 14 vorgesehen sind, die in die gemeinsame, dazwischenliegende Kammer 16 münden, ist es zweckmässig, das Volumen der Kammer zwischen 0, 3 und 0. 6 cm3 zu halten.
Die Gesamtlänge des Pfropfens wird vorteilhaft zwischen 10 bis 15 mm und der in den Geh¯rgang einzuf hrende Teil zwischen 8 und 11 mm gehalten.
Bei der l) imensionierung der Kanäle ist darauf zu achten, da¯ die resultierende aku stische Masse zwisehen 0, 02 und 0, 2 g/cm4 liegt und das Verhältnis der Querselnittsfläelle jedes Kanals zu deren Umfang 0, 25 mm nicht überschreitet. Im Falle der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 liegen beziiglieh der dabei erwähnten, praktisch erprobten Ausführungs- form die resultierenden akustischen Massen in den genannten Grenzen. Auch bezüglich der erwähnten Verhältniszahl ist dies der Fall.
Da es sich um kreisrunde Kanalquersehnitte handelt, beträgt das Verhältnis der Querschnittsfläche zum Umfang ein Viertel des Durchmessers. Beim Durchmesser von 0, 4 mm beträgt die Verhältniszahl somit 0, 1 mm und beim Durchmesser von 0, 5 mm be- trägt sie 0, 125 mm. Beide Verhältniszahlen liegen also unter 0, 25 mm.
Bei beiden Ausfuhrungsformen übersteigt die mittlere Abdämpfung der Sprachfrequen- zen nicht 15 db.
PATENTANSPRUCIT : Hörsehutzgerät in Form eines Ohrpfropfens, der mindestens einen Kanal zum Verbinden des Gehörganges mit der Aussenluft aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die resultierende akustische Masse sämtlicher Kanäle zwischen 0, 02 und 0, 2 o, enl4 liegt und das Verhältnis der Querschnittsfläehe jedes Kanals zu deren Umfang 0, 25 mm nicht übersehreitet, das Ganze derart, dass einerseits die schädigende Wirkung der Knalle auf das Gehörorgan aufgehoben wird und anderseits die mittlere Abdämpfung der Spraehfrequenze 15 db. nieht übersteigt.
Hearing protection device.
Hearing examinations carried out with modern electroacoustic equipment in recent years have shown that an unexpectedly high percentage of industrial and construction workers suffer from a moderate degree of hearing loss. This hearing loss is caused by excessive exposure to noise. It is also common in the army, with the aviators, artillerymen and machine gunmen suffering most from it.
During the last World War, the number of cases of hearing loss increased to such an extent that it became necessary to set up large centers of hearing loss, which deal with the restoration of hearing, mostly using electroacoustic devices. Artificial hearing improvement, however, is only an emergency measure and cannot replace normal hearing.
On the other hand, since noise-related hearing loss is incurable at the present time and an improvement in the damaged hearing can only occur in the early stages of the hearing loss by taking a longer break, prophylactic means are of great importance.
Experience shows that the most diverse measures for direct noise insulation are not sufficient to reduce the noise to a harmless level, so that the individual hearing protection devices, which are used as caps to cover the ears or as earplugs inserted into the ear canal, are the most effective noise repellants which is also very economical.
However, the individual hearing protection devices have a fundamental disadvantage: they not only dampen harmful, but also useful noises that convey either speech or acoustic signals or characteristic machine noises.
Many people do not want to wear hearing protection devices because they feel cut off from the environment and feel insecure. It has also been found that the acoustic control of the correct machine operation and the execution of various types of work play a greater role than was originally assumed. Hearing protection devices naturally have an obstructive effect.
The realization that practically only frequencies above 1000 Hz damage the hearing resulted in a certain improvement potential. Accordingly, H¯r protection devices were created that let frequencies below 1000 Hz through. Their protective effect has proven to be completely sufficient. They allow most acoustic signals to be heard unhindered and ensure better speech intelligibility than the all-frequency dampening devices. Hearing protection devices of this type, which have proven themselves in practice, represent earplugs of the usual size, which act as two-part acoustic low-pass filters.
In terms of acoustics, they are composed of a chamber and two canals running out of it, one of which opens outwards and the other opens into the auditory canal, which is closed by the earplug.
The chamber of the device and the closed auditory canal represent acoustic capacitances, the channels acoustic masses. The latter is the same for a channel of length Z and cross section q @. l + 0.8? q / q where o denotes the density of air. Here l) the first-mentioned chamber, the outer canal and half of the canal running against the eardrum form the first, and the second half of the last-mentioned canal with the remaining volume of the auditory canal forms the second filter element. By eliminating the first member, that is, by inserting a pierced plug that does not contain a chamber into the ear canal, a single-part low-pass filter is created.
Such a filter has the advantage of greater simplicity. However, it has a relatively low attenuation of the high frequencies that are harmful to the eyes and was therefore not used in practice.
Although the hearing protection devices, which act as low-pass filters, represent a step forward compared to the complete occlusion of the auditory canal, they do not yet represent the best possible solution. Important speech frequencies are considerably higher than the limit frequency of 1000 Hz, so that speech intelligibility can only be described as practically normal when when frequencies up to 4000 Hz can be heard unhindered. The low-pass effect also leads to a distortion of the characteristic machine noises, which is disadvantageous in certain cases.
Means have now been found for largely eliminating the imperfections of the earplugs acting as low-pass filters. Their application is limited to only one type of noise, namely bangs, but it has been shown that in most cases the noise that is harmful to the ears is mainly composed of one or less rapid series of bangs.
This applies above all to firearms, but also to explosion motors and pneumatically powered tools. Saw saws on bodies that do not resonate too strongly also have acoustically sound effects like bangs, so that different types of punching and hammering work produce a bang-like noise. The noise from the looms also falls under the same category.
In attempts made by the inventor with simply pierced earplugs, which, according to the above statements, act as low-pass filters in their usage position, it has been found that their acoustic behavior towards popping depends heavily on the dimensions of the canal. ngt. This also applies in the event that the acoustic mass remains constant.
The latter depends on the length and the cross-sectional area of the channel, namely it increases with increasing channel length, but decreases with increasing cross-sectional area. It is thus possible to vary the dimensions of the channel within wide limits and to choose them so that the acoustic mass does not change. With a constant mass, the cutoff frequency of the filter also remains practically constant. If the bore of the earplug is now made tighter while maintaining the same acoustic mass, greater bang attenuation results without the properties of the hearing protection device changing substantially in relation to sound waves of other types.
It has not yet been fully clarified which processes play the decisive role. However, two factors emerge. Firstly, as the canal cleansing knife decreases, the importance of the frictional forces increases, which exerts a strong damping effect on the natural vibrations of the eardrum excited by the bang. As a result, part of the bang energy is withdrawn from the sound-conducting apparatus of the middle ear and cannot affect the inner ear. Secondly, if there are strong air movements through short channels, non-linear distortions occur, which are expressed as rectified flows. When popping, they appear as vortex rings that form at the exit of the opening.
There is a bang. a vortex ring only emerges if it is sufficiently strong; it seems obvious that this requires energy. The energy required is stored in the vortex ring, which lasts for one or even several seconds and only dissolves slowly due to friction. This energy can no longer have a damaging effect on the ear. Experiments indicate that in percentage terms in the vortex ring, the more energy is destroyed, the narrower the opening that gives rise to vortex formation. The attenuation of the bangs through narrow channels is so strong that it was possible, by reducing the acoustic mass of the single-unit ear filter, to move its cut-off frequency to 1500 Hz without canceling this effect.
The attenuation of pure tones is practically canceled for all speech frequencies by reducing the maximum to only 15 db. reached and the average attenuation of the frequency 250, 500.
1000, 2000 and 4000 Hz, which is decisive for speech intelligibility, about 5 di). cheats. Speech intelligibility therefore remains completely normal in an average quiet environment. The mean attenuation denotes the sum of the individual attenuation figures expressed in decibels divided by the number of summands. In order to obtain a better relationship between the frictional forces, which are decisive for the sound absorption, and the acoustic mass, several channels can be arranged next to one another.
A series connection of the channels with the interposition of small chambers is also useful with regard to the bang, although an increased attenuation of the higher frequencies cannot be avoided. The resulting mean loss of hearing for the speech frequencies given above can be slightly below 10 db. maintained, with 15 db. the admissibility limit may apply.
On the other hand, moderate attenuation of the higher frequencies seems favorable, since resonance vibrations often occur in this frequency range when accompanied by bangs. At the same time, the intensity of most other types of noise can be reduced to a harmless level and the device can be used universally.
Accordingly, the present invention relates to a hearing protection device in the form of an earplug, which has at least one channel for connecting the auditory canal to the outside air, characterized in that the resulting acoustic mass of all channels is between 0.2 and 0.2 and the ratio the cross-sectional area of each channel does not exceed 0.25 mm in circumference, the whole thing in such a way that on the one hand the damaging effect of the bangs on the hearing organ is canceled and on the other hand the mean attenuation of the speech frequencies 15 db. does not exceed.
The drawing shows two exemplary embodiments of the subject matter of the invention.
FIGS. I and 2 each show an embodiment in the vertical longitudinal center section.
In the embodiment according to FIG. 1, the earplug is designed in the form of a cap 1, the closed end of which has a recess 2. The built-in wall point 3 is broken through by two channels 4.
In the interior of the cap 1 a longitudinal support member 5 is also arranged, the inner end of which sits on the indented wall point having the channels 4 and the outer end 6 of which is designed as a handle for pushing the plug in and out. The shape of the cap 1 is adapted to the contours of the course of the auditory canal of the human ear and is designed symmetrically to the cutting plane. As can be seen, the width in the middle part is smallest as a result of the constriction shown in Fig. 1 above. The inner end is weak and the outer end more expanded.
Through this form a sure Ha. guaranteed in the ear. In addition, the pressure on the walls of the auditory canal is evenly distributed, so that there is no sensation of pain at any point when fitted closely. For the same reason, the wall thickness of the cap 1 is kept the same in all parts that come into contact with the ear canal. An elastically flexible material such as rubber, plastic or synthetic resin is used as the material. The indentation 2 protects the channels 4 against blockages, e.g. B. by ear wax.
The support member 5 causes a stiffening in the longitudinal direction, which facilitates the introduction into the auditory canal, as well as the removal, whereby damage to the cap 1 is avoided by only grasping the handle 6.
In a practically tried embodiment according to FIG. 1, the channels 4 were selected with a diameter of 0.4 mm and a length of 0.5 mm each, the resulting acoustic mass of both channels being 0.04 g / cm4 .
In the embodiment according to FIG. 2, the pipe plug is constructed in two parts.
The inner part 7, like part 1 in FIG. 1, is cap-shaped and, in the same way, has an indentation 2, the indented wall point 3, however, only being pierced by a single central channel 8.
The outer part is designed as a cover 9 which is detachably connected to the inner part 7. For this purpose, the inner part 7 has a peripheral bead 10, while the lower part 9 has a corresponding annular groove 11. Since both cooperating parts are made of elastic material, a separation of the cap part and the cover part can easily be achieved by applying appropriate force.
A reassembly is also easily possible by applying appropriate force. Nevertheless, the two parts adhere closely to one another in the illustrated, joined position. The cover 9 has a bulge 12 on the outside, the indented point 13 being pierced by a channel 14. A support member 15 is also arranged on the cover 9, which support member 15 passes through the chamber 16 enclosed between the cap part 7 and the cover part 9 in the longitudinal direction.
The inner end 17 of the support member is provided with a conical recess 18 and, when the earplug is pushed into the ear canal, works together with the part of the wall point 3 opposite the cover. This avoids undesirable deformation of the capsule part 7 when the plug is pushed into the auditory canal, since the support member 15 brings about a corresponding stiffening of the capsule part in the longitudinal direction, similar to what is caused in the embodiment according to FIG. 1 by the support member 5 during insertion. Here, the introducing hand can grasp the outer end of the support member 15 at the connection point on the cover part 9.
The indentations 2 and 12 protect the channels 8 and 14 against blockage.
In a practically tested exemplary embodiment of the embodiment according to FIG. 2, the channels 8 and 14 had the same diameter of 0.5 mm. Here, the length of the channel 8 was measured at 0.5 mm and the length of the channel 14 at 0.3 mm.
The dimensions correspond to a resulting acoustic mass of both channels of 0.09 g / cm4.
Instead of the channel 8, two or more channels connected in parallel can also be provided, the dimensions having to be selected accordingly. The same applies to channel 14, which can also be replaced by two or more channels connected in parallel. It is therefore advisable both in the embodiment according to FIG. 1 and in the embodiment according to FIG. 2 in the case of channels connected in parallel to measure the resulting acoustic mass of these channels at 0.12 g / cm4 at most. In all cases, the channels should have a diameter of less than 1 mm.
In the embodiment according to FIG. 2, in which two channels 8 and 14 lying one behind the other are provided, which open into the common, intermediate chamber 16, it is expedient to keep the volume of the chamber between 0.3 and 0.6 cm 3 .
The total length of the plug is advantageously kept between 10 to 15 mm and the part to be inserted into the ear canal between 8 and 11 mm.
When dimensioning the ducts, care must be taken that the resulting acoustic mass is between 0.2 and 0.2 g / cm4 and that the ratio of the transverse surface area of each duct to its circumference does not exceed 0.25 mm. In the case of the embodiment according to FIGS. 1 and 2, the resulting acoustic masses are within the stated limits with regard to the practically tested embodiment mentioned here. This is also the case with regard to the aforementioned ratio.
Since the transverse channel is circular, the ratio of the cross-sectional area to the circumference is a quarter of the diameter. With a diameter of 0.4 mm the ratio is 0.1 mm and with a diameter of 0.5 mm it is 0.125 mm. Both ratios are therefore below 0.25 mm.
In both embodiments, the mean attenuation of the speech frequencies does not exceed 15 db.
PATENT CLAIM: Hearing protection device in the form of an earplug, which has at least one channel for connecting the auditory canal with the outside air, characterized in that the resulting acoustic mass of all channels is between 0.2 and 0.2 o, en14 and the ratio of the cross-sectional area of each channel to the extent of which does not exceed 0.25 mm, the whole thing in such a way that on the one hand the damaging effect of the bangs on the hearing organ is canceled and on the other hand the mean attenuation of the speech frequency 15 db. never exceeds.