CN1261086C - 耳塞 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有穿透管的耳塞，在耳塞中，采用了膜元件，该膜元件包括膜保持器和所保持住的膜，该膜保持器适合锁住膜元件。本发明还涉及制造这种耳塞的方法和影响耳塞的衰减曲线的过程的方法。

Description

耳塞

技术领域

本发明涉及声音衰减耳塞的技术领域，本发明尤其涉及这样一种耳塞：该耳塞包括由弹性材料制成的细长体，该细长体适合于插入到耳朵的听道中。本发明还涉及一种制造这种耳塞的方法。而且，本发明涉及一种影响这种耳塞的衰减曲线的轨迹的方法。

术语“塞”在这里表示听力保护器，在使用时，该听力保护器至少部分插入到耳朵的听道中，该听力保护器与耳套不相同，耳套适合于放置在耳朵的外部。

背景技术

在耳塞的技术领域中，公知的是，与耳塞的纵向穿透管相结合地布置膜，从而减少耳塞在下面范围内的衰减：该范围是言语感受的最重要的一个范围。

例如，SE8102931-6(Racal)公开了一种最多为2khz的、基本上是直的衰减特性。所述申请主要涉及耳套，但是所述申请也示出了具有穿透管的耳塞，在该耳塞中，膜被固定到管壁上。该膜在小于它的共振频率的范围内起着衰减减少装置的作用，因此允许更多的声音通过。但发现没有详细讨论这种膜的性能。

本发明的概述

本发明的目的是提供一种设置有膜的、上述普通型的改进耳塞。

本发明的另一个目的是提供一种制造这种耳塞的容易方法。

本发明的另一个目的是以更好、更有效的方法来使用和影响膜的声音特性。

这些目的通过本发明的耳塞来实现。

根据本发明的一个方面，提供了一种耳塞，它包括基本塞，该基本塞沿着塞的纵向具有穿透管，在该管中，膜以密封方式沿着管的横向进行延伸，因此当把耳塞放在耳朵内时，在膜的一侧上形成了内部空气柱，和/或在膜的另一侧上形成了外部空气柱，其特征在于，该膜构成了膜元件的一部分，而该膜元件还包括膜保持器，该保持器保持住该膜，该膜保持器适合把膜元件锁紧在管中。

膜元件的这种结构产生了很大的优点和可能性：比较简单，但是能使膜在管中精确定位。膜保持器的确有利于处理膜。由于膜保持器适合具有一种程度的强度，因此它也可以预加应力于膜上或者使膜变紧，因此膜可以得到理想的强度。

本发明的耳塞最好不是用完就扔的塞，并且在那种情况下适合用于一个以上的场合。当然，这需要膜以这样的方式牢牢地布置在管中，以致当使用者重复拆下和插入塞时，膜在管中没有内部移动或者在管中的膜上没有其它外部作用。膜保持器提供这种稳定性并且有助于把膜安装就位。膜保持器最好具有延伸的管形，该膜保持器在放置状态时通过它的圆周表面合适地与管的壁部进行接合。

有利的是，在基本塞形成之后，可以把膜元件布置在基本塞的穿透管中并且进行密封。膜的简单操作就是意味着，沿着塞的纵向把膜元件插入到穿透管中，从而使之到达预定位置，因此膜保持器接合管壁，或者意味着布置在它上面，从而连接膜元件。当把膜元件放置在穿透管中时，该管被限定或者被分开，因此形成了一个内部管部分和一个外部管部分。

由于根据本发明设计膜元件，因此也有这样的可能性：通过把膜保持器模制在管壁上或者管壁内，在膜元件周围模制出耳塞。

根据本发明的优选实施例，膜保持器具有基本上是管形的、最好是圆形的圆柱体的形状。膜适合于基本上盖住圆柱体的一端。

膜和膜保持器最好形成一个零件。在没有耳朵或者弹壳(cartridgecase)的情况下，就它的形状而言，膜元件的这种变形可以方便地好比成大杯，其中该膜与大杯的底部相一致，而膜保持器与大杯的圆柱形壁相一致。

膜可以形成为典型厚度为0.1mm的薄膜。膜保持架最好具有大约0.5mm的壁厚。

膜元件在施加到基本塞中之后以密封的方式把管分成两部分：一个内部和一个外部，该膜元件在本发明的优选实施例中具有纯膜功能，即膜元件没有其它装置如吸音装置。但是，膜元件可以包括一个以上的膜，这些膜通过膜保持器来保持。根据本发明，耳塞的外部和内部管部分最好完全没有其它装置，如没有其它的吸音装置。但是，可以把本发明的许多膜元件放置在耳塞的同一个穿透管中。

根据本发明的一个方面，提供一种有效地使用和影响膜的声音作用特性和耳塞的声音衰减特性的方法。借助于膜，在耳塞内实际上没有声音减弱。传入的声音又被完全反射出来，并且不会到达鼓膜。膜的作用是进行“振动”，这意味着一些声音通过了，即没有被反射。这种功能意味着，在膜进行振动的频率即在膜的共振频率时，减少了耳塞的声音衰减。从本发明的耳塞的衰减曲线中可以清楚地看出衰减时膜的作用。尤其是它的质量、面积、强度和预应力确定了膜的共振频率。

我们知道，如果例如最好提供具有相对较小的共振频率的膜，那么可以使用相对较厚的膜。但是，使用厚膜有许多缺点。例如，有这样的危险：膜的刚性太大，而这导致相反的效果，即使得共振频率提高了。但是，就频率而言，不仅衰减曲线朝上，而且衰减在所讨论的共振频率处也增加了。如果理想膜形成得更厚，那么振动量增大了，这导致共振频率降低。但是，如果非理想膜形成得更厚，那么它就会产生增大的强度和增大的质量，与理想的膜相比，这将导致共振频率的变化更小。增大的强度和增大的质量将降低声音传递，即共振作用在相同程度上不明显。

此外，我们已知道，通过使用空气柱来影响膜的声音特性的可能性更大，而当膜元件放置在穿透管中并且以密封的方式把管分成两部分时，在膜的每一侧上形成了这些空气柱。这两个空气柱压低膜并且就频率而言使它的共振朝下。换句话说，借助于采用合适的管或者空气柱的长度和面积(特别是开口面积)，薄膜也可以得到相对较小的共振频率。从声学的观点看，较长的薄空气柱重于短而宽的那种空气柱。例如，外部空气柱即位于外界周围和膜之间的空气柱可以形成有更窄的进入孔，这就形成了‘更重’的空气柱。借助于设计不同的管，也可以允许内部空气柱即鼓膜和膜之间的空气柱影响共振频率。就向着鼓膜方向成锥形的管而言，内部空气柱在声音上大于外部空气柱。当然，可以以不同的方式形成穿透管，通过管的最窄面积和管的长度来控制声音大小(acousticweigh)。因此，借助于选择膜在穿透管中的位置和/或开口面积，如，向着鼓膜方向，可以把膜的共振改变到合适的频率上。具有本发明的膜元件明显有利于选择膜在管中的精确位置。

如上所述，本发明的耳塞通过下面的方法可以方便地进行制造：形成具有穿透管的基本塞，之后，把膜元件插入到管中。本发明的目的是产生各种选择自由度，并且产生具有不同参数的许多工作可能性。由于在后面安装膜元件，因此在制造过程的后面阶段确定耳塞应该具有什么样的性能是可能的。例如，可以使用具有各种固有性能的膜，而与管的尺寸大小无关。而且，下面这些是可能的：选择膜元件插入到管中的方向，即膜元件本身应该放置到管中多远的位置上等。

本发明的膜元件在优选的圆柱形实施例中具有合适的2-6mm的直径、最好为3-4mm的直径，如3.4mm。膜元件的长度最好是1-8mm，例如为2mm。膜本身的厚度最好为0.005-0.5mm，如0.1mm，并且膜保持器本身的壁厚最好为0.3-2mm，例如0.6mm。膜元件最好由适合于耳塞的普通弹性材料形成，并且膜元件的肖氏硬度数最好为5°-80°A，例如60°A。

膜元件最好借助于LSR(液态硅酮橡胶)如LR3003等的硅酮注射形成一个零件。硅酮注射可以称为‘逆’喷模。在传统的喷模中，使用热的热塑塑料，该塑料被形成、冷却并被固化。但是，在硅酮注射中，借助于下面方法它以反向方式进行工作：使用冷的液态硅酮流体，该硅酮流体含有这样的物质，该物质在加热时允许材料被硬化。因此，把液态的冷硅酮流体喷射到处于高压下的模子中，进行挤压并加热，因此使硅酮流体硬化了。借助于这种技术，模制薄膜为0.1mm的膜是可能的。膜保持器最好形成具有大约为半毫米的壁厚。

安装在本发明耳塞中的基本塞可以以例如与EP0847736中所描述的方法基本相同的方式进行制造。不同之处在于，本发明耳塞中的管是穿透管，因此在其周围上模制出塞的芯子元件形成得更长，以致它延伸通过半个模子的整个腔。基本塞可以以一种材料来模制出，或者以许多种材料来模制出(如用于不同塞部分)。

与模制基本塞相结合，管壁可以如此形成，以致在放置膜元件时借助于膜保持器接合管壁来与之配合。这个的目的是，在它被插入到管中时，使膜元件安装就位。当然，在形成时，这种固定可以以许多方式来实现，例如借助于台肩或者借助于使用模腔来实现，这种模腔在管壁上产生了凹处。因此，提供了一种简单的碰锁。因此，把膜元件插入到管中，直到它通过凹处并且被锁住为止。当然，也有一些把膜元件保持在合适位置上的其它方法，如摩擦接合、粘结等，这些全部也处于本发明的总体构思范围内。这还包括这样的可能性：把特殊的保持装置布置在管壁上，而该保持装置与壁没有形成一体。

此外，可以使管壁在沿着管壁的各个位置上形成有若干这种止动器如台肩、保持装置等，以致膜可以布置在不同的位置上。

附图的简短描述

图1是本发明实施例的耳塞的纵向轴截面图；

图2a示出了具有模元件的、图1的耳塞的一部分的放大图；

图2b-2d示出了沿图2a的线A-A的横截面图的例子；

图3a-3b示意性地示出了用于本发明耳塞中的膜元件的例子；

图3c-3g示出了本发明膜元件的其它实施例；

图3h-3i示出了本发明膜元件的各种横截面；

图4示出了根据本发明的优选实施例如何把膜元件放置在基本塞中；

图5示意性地示出了放在使用者的耳朵中的本发明耳塞；

图6如图1一样示出本发明的另一个实施例的耳塞的纵向轴截面；

图7a-7c示意性地示出了制造本发明膜元件的优选方法的原理；

图8示出了用于本发明耳塞的等效电路图；

图9a-9d示出了用于本发明耳塞的衰减曲线的图；

图10示出了本发明另一个实施例的耳塞的纵向轴截面；

图11如图3c-3g一样示出了本发明的膜元件的另一个实施例。

优选实施例的详细描述

图1示出了根据本发明实施例的耳塞2的纵向轴截面。耳塞2包括芯子或者主体部分4，该芯子或者主体部分基本上具有截锥形状。芯子或者主体部分4的前部设置有环绕套或者密封部分6。沿着垂直于芯子或者主体部分4的纵向的径向，从密封部分6的圆周表面上伸出四个成一体的环形法兰8、10、12、14。第一个法兰8直接在耳塞2的前边缘处伸出，并且具有最小的直径。其它法兰10、12、14均匀地分布在耳塞部分本身上，并且具有这样的直径：这些直径沿着耳塞2向后连续增大。法兰8、10、12、14的前表面向后倾斜，而这些法兰的后表面垂直于耳塞2的纵向或者轴向。

套形密封部分6盖住用来插入到耳朵的听道中的该部分芯子或者主体部分4，即盖住整个实际耳塞。这个图示在图5中，耳塞2的前部(套形密封部分6)被插入到耳朵的听道H中。如所看到的一样，四个环形法兰8、10、12、14在密封的情况下靠在听道H的壁上。芯子或者主体部分4的后部适合成为柄部5。芯子或者主体部分4具有圆形横截面的轴向穿透管16，该穿透管16的直径从柄部5到顶部大致减少。图1示出了：芯子或者主体部分4的管壁大约在柄部5的长度中部处具有环形凸起18，并且在稍微还向前一点处具有环形突出台肩20，该台肩20通过减少管的直径来形成。在模制芯子或者主体部分4时，在壁上形成凸起18和台肩20，并且该凸起18和台肩20与芯子或者主体部分4形成一体。

在穿透管16中，膜元件22以密封和限定的方式放置在凸起18和台肩20之间。环绕膜元件22的部分放大地示出在图2a中。在图3a中以透视图示出了膜元件22本身，图3b是沿着图3a的线A-A的轴向横截面图。从这些附图中明显可以知道，膜元件22包括壁厚大约为0.5mm的圆柱形管状膜保持器24。大约为0.1mm厚的圆形膜26作为盖横向地布置在膜保持器24的最前部。膜元件22大约为2mm长并且具有大约3.4mm的直径。膜的直径大约为2.4mm。根据这个优选实施例，根据下面所要描述的方法，膜保持器24和膜26形成一体。图1和2a示出了膜元件22，如上所述，该膜元件布置在凸起18和台肩20之间。膜保持器24的前端靠在从管壁中突出的环形台肩20上，同时膜保持器的后端靠在凸起18上，而且，膜保持器的圆柱形表面接合管壁。因此，膜元件22被固定了。凸起可以具有不同形状，例如是环形，或者可以包括许多突出部或者肋。这个通过沿图2a的线A-A的横向横剖面的例子而示出在图2b-2d中。在图2b中，凸起18是环形的。在图2c中，示出了四个突出部18c，但是这些的数目当然可以更大或者更小，并且形状不必是圆形的。图2d示出了四个肋18d，但是也可以具有更多或者更少的肋，并且这些肋可以具有不同的形状。此外，图2a中所示出的长度L对于不同的凸起来讲可以不同。较长凸起的优点在于，可以非常好地锁住膜元件22。但是，在插入膜元件22时，这些较长的凸起产生了更大的阻力。

图3c-3g示出了用于本发明的耳塞中的膜元件22b-22f的另外一些实施例。沿着管的延伸部分看这些膜元件。除了已示出的圆形之外，实际上所有形状都是可以的，对称和非对称的都是可以的。例如，多角结构(N-gons)可以形成所有的从3个拐角到最多达无数拐角即圆形。在附图中，借助于图解只示出了一些形状。图3c示出了圆形，图3d示出了三角形，图3e示出正方形，图3f示出了椭圆形及图3g示出了八角形。在所有情况下，膜26b-26f构成了内部，膜保持器24b-24f构成了包围的外部。图3h-3I示出了上面膜元件22b-22f的两个可能的轴向纵剖面。当然，其它横剖面也是可以的。例如，所有所示出的膜可以具有已示出的U形横截面(图3h中目前所示出的)或者H形横截面(如图3i所示)。在图示的H形横截面的情况下，膜保持器24h包括两个平行的支架，而膜26h是这些支架之间的横向支架。如图3i所示一样，膜26h稍稍移到膜保持器24h的中心的左侧中。因此，H形结构可以产生这样的可能性：以容易的方式在管中的膜26h的两个不同位置之间进行选择，因此也可以选择对膜共振产生不同影响的空气柱。简单地根据首先插入到塞的穿透管中的膜元件的该端部，可以实现各种膜共振。总的来说，不同的膜元件可以通过使膜元件的任一端朝向管而插入，膜在穿透管中的最后位置确定了衰减曲线的外形。

至少在下面这样的部分上可以方便地使塞中的穿透管具有与膜元件相同的横向尺寸大小：在使用耳塞时，该部分放置着膜元件。例如，根据膜元件，可以形成膜元件所靠着的台肩。实际上，提供了管的较好密封部分，在施加膜元件之后，这可以产生一个内部空气柱和一个外部空气柱，并且该膜元件被牢牢地固定了。

因此附图中明显表明了，膜元件22使穿透管16分成两部分。在膜26和鼓膜T(图5)之间，内部空气柱28形成于膜26的前部的管部分和从耳塞2的前端到鼓膜T的听道H的空气体积中。在膜26的另一侧上，外部空气柱30形成于膜26后部的管部分和外界0的体积即无限大的体积中。空气柱28、30的长度和面积如已经描述的一样影响膜26的共振频率。

如图1一样，图6示出了本发明实施例的耳塞的纵向轴截面。但是，图6所示的凸起18和台肩20的轴向位置不同于图1的实施例，因此使得膜元件22的轴向位置也不同于图1的实施例。膜元件2现在放置成进一步进入到管中，因此位于膜和鼓膜之间的、所封闭的空气容积或者空气柱28更短了。这个的作用是，图6的空气柱不会如图1的空气柱一样把膜压低得那么多，因此共振频率不会移到相同的程度。因此，通过选择膜在管中的位置，例如控制共振频率也是可能的，因此，例如更加容易让公知频率上的报警信号通过，或者让来自正在进行工作中的机器的声音更大程度地通过。

在图1的优选实施例中，膜元件形成一个零件，当然在本发明的范围内它也可以由两个零件(膜和膜保持器)组成。

芯子或者主体部分和密封部分可以由两种不同的材料形成，或者由一种材料和相同的材料形成，优选地，它们形成一个零件。如所述一样，制造这些部分的优选方法描述在EP0847736中。

图4示出了膜元件22在耳塞2的穿透管16中的应用。根据这个优选实施例，膜元件22分开制造，也与具有芯子或者主体部分和密封部分的耳塞2一样。借助于活塞40，使筒形的膜元件22插入到耳塞2的穿透管16中，如图中的箭头所示一样，其中膜26位于最前部。耳塞2最好由这样的材料形成：该材料具有足够的弹性，从而允许膜元件22能够容易地插入。如图中所示一样，活塞40最好具有这样的外形：该外形的互补形状与膜元件22的外形相一致。因此，把从活塞40的前端所伸出的中心部分42安装到膜保持器24中，并且在插入圆周部分44期间，靠在膜元件22的后边缘上。因此，膜元件22在管16内向前移动，并且最后通过它的前部(即膜26和膜保持器24的前部)而到达凸起18。通过使它的前部通过凸起18的力的作用，使膜元件22连续地向前移动。当膜元件22的前部或者膜保持器24的前部最后到达台肩20时，膜保持器24的后部通过凸起18并且通过咬接作用来固定。因此，在这个位置上，借助于通过它的端部各自靠在凸起18和台肩20上的膜保持器24来锁住膜元件22。如从这些附图中所清楚地所表明的一样，膜保持器24被定成这样的尺寸大小，以致它的横向尺寸大小基本上与穿透管16的尺寸大小相一致，从而当施加到耳塞的穿透管中时保持住膜元件22，同时密封该管。

图7a-7c示出了制造本发明的膜元件22的优选方法。这些附图没有按比例制图，只是示意性地示出了制造原理。

图7a示出了模子50和连接到其上的内浇口52的横截面。图7b示出了沿着模子的分开线横截面。图7c示出了图7a中的一部分的放大视图。

如上所述，膜元件22最好借助于LSR(“液态硅酮橡胶”)的硅酮注射来形成。例如，由SiloprenLSR系列20xx等所形成的硅酮橡胶可用于这种目的。在正确合成液态硅酮橡胶之后，把它从管中输送到螺旋给料器中，另一方面，输送到活塞(未示出)中。借助于螺旋给料器，通过内浇口52(参见图7a)把液态的冷硅酮橡胶喷射到模子中。50-150巴的注模压力对于LSR来讲已足够。该压力依赖于供给管的横截面。

模子50的作用是在它的膜腔内接受硅酮橡胶、使之扩散、使之形成并且使之硬化，因此硅酮橡胶形成了固态，在这之后，把准备好的材料从模子50中取出来。图7a以沿着图7b中的线A-A的剖面示出了模子50。这个优选实施例的模子50包括两个模部分：一个上部54和一个下部56，它们形成了圆形的模腔。图7b示出了沿着模子50的分开线即这两个部分之间的边缘的横截面。内浇口52连接到圆形模子50的中心上，并且在模子50的圆周内，模腔包括膜腔58，该膜腔58与导向销60一起形成了环。图7a中所示出的导向销60可以用作这样的辅助装置：该辅助装置与模产品的后续处理一起来进行定位。当液态硅酮橡胶通过内浇口52供给到模腔中时，硅酮橡胶将流出在整个圆形区域中并且还向下到达膜腔58。借助于在圆形模腔的边缘内形成膜元件，得到均匀分布的液态硅酮橡胶。当模制过程完成时，因此得到了盘子，该盘子在边缘上具有膜元件。可以同时压出膜元件，但是也可以在一个时间内压出一个。具有穿透管的耳塞有利于以这样的方式放置在膜元件的顶部，以致在压出膜元件时，它被直接插入到塞中，而没有任何中间阶段。

为了方便地压出膜元件，因此以这样的方式形成模子50，以致模盘绕着膜元件较薄。绉纹边缘62用图7c的箭头来表示，图7c是环绕膜腔58的部分到图7a的右边的放大视图。而且，紧邻绉纹边缘的区域厚于包围区域的其它部分，从而确保容易压出膜元件。图7c通过虚线B-B也示出了膜子的两个部分之间的分隔线。因此，表明了，实质上整个膜元件形成于模子的下部中。

例如借助于使用浸入式加热器或者加热丝，模子50常常通过电来加热(根据LSR的种类，通常加热到150-230℃)。把液态硅酮橡胶喷射到加热过的模子中。硅酮橡胶在170-230度的模制温度下被硬化。

在把喷射出来的液态硅酮橡胶加热到高温时，它进行膨胀并且返回到喷嘴中。为了防止这个发生，使喷嘴保持在50巴的压力下，直到附近的液体开始硬化时为止。

硅酮橡胶在模子内的加热和后续容积的增大使得模制腔中的压力增大，该压力达到大约300巴。

当然，有不同的硅酮橡胶，这些硅酮橡胶中的一些(如来自系列SilopreLSR26xx)更加容易反应，因此硬化得更快。此外，可以事先开始加热硅酮橡胶，例如在螺旋给料器中进行加热，从而加速固化过程。

如说明书的介绍部分中所提及的一样，借助这种技术来模制膜元件是可能的，在这种膜元件中，膜本身是0.1mm厚的膜，而膜保持器的厚度大约为0.5mm。

普通的敞开耳朵即没有插入塞的耳朵天生能放大大约3khz(即人类说话的频率范围)的声音。在插入塞时，耳朵内的空气容积被改变了，因此消除或者改变了自然共振放大，这意味着减弱了言语感受。图8示出了本发明耳塞的等效电路图、与所接受的声压相一致的电压电源P、与耳塞的声量相一致的线圈Lp、与耳塞的声强相一致的电容器Cp、与耳塞的声衰减相一致的电阻Rp和与所包括的空气量的声强相一致的电容器Cl。此外，线圈Lm与膜的声量相一致，电容器Cm与膜的声强相一致，而声衰减通过电阻Rm来图示。所封闭的空气柱的声量与线圈L1相一致，而该线圈L1与线圈Lm串联。当然，外部空气柱的线圈与其它的串联，但是在这种情况下，所示出的耳塞的等效电路图具有穿透管，而该穿透管向内逐渐递减(空气柱大约具有相同的长度)，因此更薄的空气柱的声量是主要的。

如所知道的一样，线圈的阻抗随着频率以jωL的形式进行改变，而电容器的阻抗随着频率以1/jωL的形式进行改变。电阻与频率无关。膜的声强即相应的等效电容器Cm的值是这样的，以致在与小频率相连时，阻抗1/jωCm大于阻抗1/jωCp，因此膜在这样小的频率下对耳塞的衰减不具有任何明显的效果。在高频率时，线圈Lm和L1的阻抗jω(Lm+L1)(膜和所包围的空气柱的声量)是主要的，在这种情况下，某种频率下的声音大部分被衰减了。在所述的小频率和大频率之间有一个共振范围，在该共振范围内，电容器和线圈相配合，因此总阻抗降低了，因此允许声音通过。因此，本发明的耳塞起着带通滤波器的作用，它允许预定范围内的一些频率下的声音通过。因此，在这个范围内发现了共振。借助于选择膜在管中的合适位置，可以得到具有理想声量的理想空气柱，因此影响了膜的共振频率。换句话说，可以改变线圈L1的阻抗，因此通过选择膜的位置可以改变耳塞的衰减曲线。借助于选择空气柱的横截面积或者开口面积也可以改变阻抗。

图9a-9d示出了本发明耳塞的衰减曲线的图形。

图9a示出了四个曲线，其中一个曲线表示没有穿透管和膜的普通耳塞，其它三个曲线表示本发明的耳塞，这些本发明的耳塞具有完全相同的膜元件(膜面积为3.8mm²，膜厚度为1mm)，而膜元件放置在离耳塞的顶部具有不同距离的地方处(各自放置在离顶部的距离为17、19和21mm的位置上)。如从图中所清楚地看到的一样，对于普通耳塞而言，在超过1000Hz的频率处，衰减较大。借助本发明的耳塞(该耳塞具有膜元件，而该膜元件布置在塞的穿透管中)，在接近言语感受的频率处可以提供更好的声音传递。如所示出的一样，对于本发明的耳塞而言，在大约3khz处的衰减较小。这些曲线示出了，该膜越放置得离顶部远，那么它被更加压低一个更大的空气柱，这导致共振频率降低。这些曲线还示出了，膜放置得越靠近顶部，那么在待讨论的频率范围内声音传递得更好。

图9b示出了具有顶孔的四个耳塞的曲线，这些孔具有不同的面积(直径各自等于0.8mm、1.0mm、1.4mm和2.0mm)。该附图示出了，当顶孔形成得更小时，空气柱的声量增加了，共振频率减少及衰减增加。该膜元件与图9a中的相类似。

图9c示出了耳塞的两个曲线，在这些耳塞中，把厚度不同(各自为0.1mm和0.3mm)的膜放置在两个类似耳塞的穿透管中的相同位置上(距离顶部17mm远)。借助提供更厚的膜，使不理想膜的质量和强度更大。这些图形示出：对于更薄的膜而言，对频率没有作用，但是衰减较小，并且声音传递较大。

图9d示出了耳塞的两个曲线，在这些耳塞中，所放置的膜具有不同的面积(分别为3.8mm²和1.5mm²)。在这两个耳塞中，穿透管的尺寸大小是相同的，并且两个膜都布置在离顶部17mm远处。如所看到的一样，在这种情况下，频率没有受到任何明显程度的影响，但是具有更大面积的膜提高了声音传递。

图10示出了本发明另一个实施例的耳塞的纵向轴截面。这个图示出了，把一个以上的膜元件插入到耳塞中。在这个例子中，插入了两个膜元件70、72，其中一个膜元件70比另一个膜元件72布置得更加进入到管中。这些膜元件中的每一个固定在一个凸起74、76和一个台肩78、80之间。借助具有相同共振频率的两个膜，在这种结构中得到共振，该结构保留在大约原始共振频率，因为质量和强度增加了。但是，与具有一个膜元件的耳塞相比，在这种双结构的共振期间的衰减变得更大了。

当然，不采用两个膜元件，而是提供一种下面这样的膜元件也是可以的：该膜元件包括膜保持器，在该保持器上布置着两个膜，其中一个膜位于另一个膜的后面。

但是，图10示出了选择一个膜元件的的两种不同位置的可能性。如果一个膜元件用于图10中的耳塞中，那么根据膜元件放置于其中的凸起和台肩之间，可以提供不同尺寸大小的空气柱(并且因此提供了各种各样的共振频率)。

如图3c-3g一样，图11示出了本发明的膜元件的另一实施例。如上述附图中一样，膜元件82是沿着管的延伸方向看去的膜元件。该图示出了，膜元件82可以包括许多膜86、88，这些膜在膜保持器84上布置成相互邻近。在所示出的例子中，膜保持器84是圆柱体(参见图3c)，它也具有横向连接85，该横向连接沿着圆柱体的直径方向进行延伸。因此，设置了两个膜86、88，这些膜通过横向连接85来分开。如果膜86、88具有不同的相应共振频率，那么就得到了两个共振峰值，这使得在更大频率范围内减少衰减成为可能。

当然，本发明不局限于上述的这些优选实施例，这些实施例是作为例子来示出的。应该知道，在没有脱离本发明范围的情况下，可以进行若干变形和改变，而本发明的范围用附加的权利要求来限定出。

Claims (36)

1.一种声音衰减耳塞，它包括基本塞，该基本塞沿着塞的纵向具有穿透管，在该管中，膜以密封方式沿着管的横向进行延伸，因此当把耳塞放在耳朵内时，在膜的一侧上形成了内部空气柱，和/或在膜的另一侧上形成了外部空气柱，其特征在于，该膜构成了膜元件的一部分，而该膜元件还包括膜保持器，该保持器保持住该膜，该膜保持器适合把膜元件锁紧在管中，其中膜和膜保持器形成一个零件，该管壁局部地形成来接合膜保持器，从而把膜元件锁在预定位置上。

2.如权利要求1所述的耳塞，其特征在于，膜和膜保持器是模制的。

3.如权利要求2所述的耳塞，其特征在于，膜和膜保持器是由弹性材料模制的。

4.如权利要求3所述的耳塞，其特征在于，该弹性材料是硅酮橡胶。

5.如权利要求1所述的耳塞，其特征在于，膜保持器具有管形圆柱体的形状，它的圆周表面与管壁接合。

6.如权利要求5所述的耳塞，其特征在于，该膜形成盖住圆柱体一端的盖。

7.如权利要求1所述的耳塞，其特征在于，管壁的直径以这样的方式局部地减少，以致形成了台肩，膜保持器的前端靠在该台肩上，并且管壁的直径最好也局部地减少，因此形成了凸起，膜保持器的后端靠在该凸起上。

8.如权利要求1所述的耳塞，其特征在于，管壁设置有连接装置，该连接装置用来接合膜保持器，从而锁住膜元件。

9.如权利要求1-8任一所述的耳塞，其特征在于，膜元件包括至少另一个膜，该膜通过膜保持器来保持住。

10.如权利要求1-8任一所述的耳塞，其特征在于，至少另一个膜元件被锁在管中。

11.如权利要求1-8任一所述的耳塞，其特征在于，膜在一预定的频率范围内形成共振。

12.如权利要求11所述的耳塞，其特征在于，膜适合在言语感受的频率范围内形成共振。

13.如权利要求12所述的耳塞，其特征在于，该频率范围为1khz-4khz。

14.如权利要求11所述的耳塞，其中膜适合在警告信号或机器声音的预定频率范围内形成共振。

15.如权利要求1-8任一所述的耳塞，其特征在于，膜元件在管内布置在距管端部的一个距离上。

16.如权利要求15所述的耳塞，其特征在于，膜元件安置在管的两个端部之间的中间位置。

17.一种制造声音衰减耳塞的方法，该方法包括下列步骤：

制造具有穿透管的基本耳塞；

制造膜元件，该元件包括膜保持器和布置在膜保持器上的膜；及

把膜元件放置在基本塞的管中，因此借助于膜保持器把膜元件安装在管中，并且因此膜以密封的方式沿着管的横向进行延伸，因此当把耳塞放在耳朵内时，在膜的一侧上形成了内部空气柱，和/或在膜的另一侧上形成了外部空气柱，其中膜保持器和膜形成一个零件，该管壁局部地形成来接合膜保持器，从而把膜元件锁在预定位置上。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，膜保持器和膜通过模制形成一个零件。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，膜保持器和膜由硅酮注射形成一个零件。

20.如权利要求17所述的方法，其特征在于，在基本塞设置有穿透管之后，借助于插入把膜元件放置在基本塞中。

21.如权利要求17-20任一所述的方法，其特征在于，该管以这样的方式形成，以致提供了台肩，该台肩产生了膜元件所支撑的预定位置，借助于活塞，向着台肩把膜元件插入到管中。

22.如权利要求17-20任一所述的方法，其特征在于，该管如此形成，以致提供了凸起，在它插入到管中并且通过所述凸起时，该凸起有利于锁住膜元件，膜元件的后端最好贴靠在凸起上。

23.如权利要求17-20任一所述的方法，其特征在于，膜元件如此定尺寸大小，以致它的横向尺寸大小与管在放置膜元件的管部处的横向尺寸大小相一致。

24.如权利要求17-19所述的方法，其特征在于，借助于基本塞模制在膜元件周围，把膜元件放置在基本塞中，因此借助于膜保持器使它保持就位。

25.如权利要求17-20任一所述的方法，其特征在于，膜元件以下面的位置布置在管中：该位置与管的端部分开。

26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，膜布置在管的端部之间的中间位置上。

27.一种影响耳塞的衰减曲线的过程的方法，该方法包括下列步骤：

制造具有穿透管的基本耳塞；

为所提供的基本塞确定膜在管中的轴向位置，及

之后，以这样的方式把包括膜在内的膜元件插入到管中，该膜具有固有的第一共振频率，以致膜以密封方式沿着管的横向进行延伸，从而形成了空气柱，该空气柱使膜的共振频率变成预定程度。

28.如权利要求27所述的方法，其特征在于，膜元件具有用来保持膜的膜保持器，膜保持器在穿透管中位于预定位置上，借助膜保持器与管壁或者相关的连接装置的配合使膜元件保持在合适位置上。

29.如权利要求27或者28所述的方法，其特征在于，相对于管的最小横向尺寸大小来选择膜元件的位置，该横向尺寸大小与管的开口面积相等。

30.一种膜元件，它适合放置在声音衰减耳塞的穿透管中，膜元件包括膜和膜保持器，该膜保持器适合保持膜，膜保持器以这样的方式定尺寸大小，以致它的横向尺寸大小基本上与穿透管的横向尺寸大小相一致，从而与放置在管中相结合地、以管-密封的方式来保持膜元件，其特征在于，膜和膜保持器形成一个零件。

31.如权利要求30所述的膜元件，其特征在于，膜和膜保持器由弹性材料形成。

32.如权利要求31所述的膜元件，其特征在于，该弹性材料是硅酮橡胶。

33.如权利要求30所述的膜元件，其特征在于，膜保持器的形状与中空的圆柱体相一致，并且膜形成一个盖。

34.如权利要求33所述的膜元件，其特征在于，盖盖住圆柱体的一端。

35.如权利要求30-34任一所述的膜元件，其特征在于，膜元件以这样的方式定尺寸大小，以致之后它可以插入到现有耳塞的穿透管中的预定位置上。

36.如权利要求30-34任一所述的膜元件，其特征在于，膜保持器保持至少另一个膜。

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