DE10117704C2 - Kapselgehörschützer mit aktiver Schalldruckkompensation - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kapselgehörschützer mit aktiver Schalldruckkompensation.

Aus der Praxis Kapselgehörschützer bekannt, welche zwei an einer bügelartigen Tragevorrichtung angeordnete Ohrkapseln aufweisen. Die Ohrkapseln sind mit ringförmigen, elasti­ schen Kissen versehen und dienen dazu Umgebungsgeräusche und Umgebungslärm abzuschirmen, wobei diese Kapselgehör­ schützer gänzlich passiv sind.

Darüber hinaus sind aus DE 199 37 131 A1 von der der Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgeht, Kapselgehörschützer mit aktiver Schalldruckkompensation mit einer ANR- Einrichtung bekannt, welche in den Ohrkapseln angeordnete ANR-Lautsprecher aufweisen. In den Ohrkapseln sind ferner ANR-Mikrophone zur Aufnahme des Umgebungslärms oder eines Pilottons vorgesehen, um damit das aktive Lärmunterdrückungssystem (ANR) zu steuern.

DE 198 22 582 A1 beschreibt eine aktive Geräuschunterdüc­ kung für lärmabstrahlende Flächen. Diese weist mindestens zwei achsenselektiv integrierende Schnellesensoren auf, welche Schwingungen der Fläche in mindestens zwei, im wesentlichen orthogonalen Richtungen erfassen und über eine Regelung einem auf die Fläche wirkenden Aktuator aussteuern, derart, daß den Auslenkungen der Fläche entgegengewirkt wird.

Werden Kapselgehörschützer von einem Gehörschützerbenutzer getragen, unterliegen sie wegen der Bewegungen des Gehör­ schützerbenutzers oder eines Fahrzeuges, in welchem sich der Gehörschützerbenutzer befindet, vielfältigen Beschleunigungen und sind kaum massegehemmt im Tieftonbereich. Von diesen Beschleunigungen führen diejenigen, die auf den Kopf des Gehörschützerbenutzers hin gerichtet sind, zu einer Druckver­ änderung (Pumpwirkung) im Innern der Ohrkapsel, welche einem Schalldruck von bis zu 140 dB bei einer Frequenz von 0,1 Hz bis 80 Hz entspricht.

Dieser Schalldruck ist für das menschliche Gehör zwar nicht direkt akustisch wahrnehmbar, er ist gleichwohl der Gesund­ heit des Gehörschützerbenutzers nicht zuträglich, behindert die Kommunikation und übersteuert Mikrophone und Regelsystem eines ANR. Die Eigenresonanzen von Kopf (ca. 2-8 Hz) und Kapselgehörschutz (20-80 Hz) liegen deutlich auseinander und führen zu dieser Relativbewegung und dem damit verbunde­ nen Schalldruck.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen ver­ besserten Kapselgehörschützer zur Verfügung zu stellen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Gemäß der Erfindung sind bei einem Kapselgehörschützer mit aktiver Schalldruckkompensation mit mindestens einer ersten, ein ringförmiges Kissen als Dichtung aufweisenden Ohrkapsel, ein Kompensationsystem zur Kompensation des im Innern der Ohrkapsel durch Beschleunigung derselben gegenüber dem Kopf des Gehörschützerbenutzers hervorgerufenen Schalldrucks und ein Beschleunigungssensor zur Einwirkung auf das Kompensationssystem vorgesehen. Für die Erfindung ist dabei von wesentlicher Bedeutung, daß mit der Verwendung eines Beschleunigungssensors ein Sensortyp zur Verbesserung der akustischen Eigenschaften von Kapselgehörschützern verwendet wird, der selbst nicht zum Gebiet der Akustik gehört und somit unabhängig von etwaigen akustischen Maßnahmen zur Verbesserung der Eigenschaften von Kapselgehörschützern wirkt.

Vorzugsweise weist das Kompensationssystem eine Masse-Motor- Anordnung auf, mit der bei einer Beschleunigung mindestens einer der Ohrkapseln des Kapselgehörschützers im Innern desselben eine Teilmasse des Kapselgehörschützers in einer Richtung bewegt wird, die der aus der Beschleunigung resul­ tierenden Bewegung entgegen gerichtet ist, wodurch ein Einfedern der Kissen und damit ein entstehender Schalldruck verringert wird.

Ein besonders leichtgewichtiger erfindungsgemäßer Kapselge­ hörschützer läßt sich dann herstellen, wenn, wie bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, die Masse der Masse-Motor-Anordnung einen in der Ohrkapsel angeordne­ ten Lautsprecher umfaßt. Auf die Verwendung von Zusatz­ massen für die Masse-Motor-Anordnung kann bei einer solchen Ausführungsform verzichtet werden.

Eine Verbesserung der Kapselgehörschützer hinsichtlich ih­ rer Gehörschutzeigenschaften ist dadurch erreichbar, daß in der oder den Ohrkapseln ANR-Lautsprecher zur Erzeugung ei­ nes Gegenschalls zur Lärm- oder Geräuschkompensation ange­ ordnet werden. Durch den Gegenschall läßt sich der Ge­ räuschpegel im Innern der Ohrkapseln wirkungsvoll vermin­ dern. Wenn dabei ANR-Mikrophone zur Beeinflussung der Er­ zeugung des Gegenschalls zur Lärm- oder Geräuschkompen­ sation verwendet werden, die im Innern der mindestens einen Ohrkapsel oder in beiden Ohrkapseln angeordnet sind, ist der Dämpfungseffekt besonders groß, wobei in einem solchen Fall die Unabhängigkeit der ANR-Mikrophone einerseits und des Beschleunigungssensors andererseits besonders vorteil­ haft ist. Die Unabhängigkeit führt dabei auch dazu, daß zwei in ihrem Wirkungsprinzip von einander vollständig un­ abhängige Systeme zur Geräuschreduzierung arbeiten, so daß ein vollständiger Ausfall der Gehörschutzwirkung nicht zu befürchten ist.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform eines Kap­ selgehörschützers weist das Kompensationssystem eine elek­ tronische Schaltung auf, welche den von dem ANR- Lautsprecher erzeugten Gegenschall beeinflußt. Eine solche elektronische Schaltung führt vorzugsweise die in DE 199 37 131 A1 beschriebene Pilottonregelung für den oder die Lautsprecher aus, die als ANR-Lautsprecher eingesetzt werden, wobei dazu in der oder den Ohrkapseln ANR- Mikrophone angeordnet sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Be­ schreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen.

Es zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Kapselgehörschützer mit zwei Ohrkapseln, und

Fig. 2 eine der Ohrkapseln des Kapselgehörschützers in Fig. 1.

Der in Fig. 1 gezeigte erfindungsgemäße Kapselgehörschützer 10 weist eine erste Ohrkapsel 12 sowie eine zweite Ohrkap­ sel 14 auf, welche über eine bügelartige Tragevorrichtung 16 miteinander verbunden sind, wobei die Tragevorrichtung 16 die erste und zweite Ohrkapsel 12, 14 die Ohren eines Gehöhrschützerbenutzers abdeckend klemmend an dessen Kopf festhält. Die Ohrkapseln 12, 14, welche identisch ausgebil­ det sind, weisen jeweils ein ringförmiges Kissen 18, 20 auf, welche als Dichtungen fungieren.

In Fig. 2 ist die erste Ohrkapsel 12 in einer schematischen Darstellung gezeigt, wobei im Innern des aus Kunststoff ge­ fertigten Ohrkapselgehäuses 22 ein Lautsprecher 24 angeord­ net ist. Dieser Lautsprecher 24 dient als ANR- Lautsprecher, um in einer lauten Umgebung im Innern des Gehäuses 12 einen Gegenschall zu erzeugen. Die Erzeugung des Gegenschalls erfolgt unter Verwendung eines ANR- Mirkophons 26, welches ebenfalls im Innern des Gehäuses 22 angeordnet ist, wobei dabei die in DE 199 37 139 A1 beschriebene Pilottonregelung durchgeführt wird.

Der Lautsprecher 24 ist über eine Verbindungsanordnung 28 mit einer Masse-Motor-Anordnung 30 verbunden, deren Antrieb nach Art eines Linearmotors oder Tauchspulensystems funk­ tioniert. Eine Verlagerung der Masse 32 und des Lautspre­ chers 24, der mit der Masse 32 verbunden ist und somit eine Teilmasse der Masse-Motor-Anordnung ausmacht, erfolgt auf­ grund von Sensordaten, welche mittels eines Beschleuni­ gungssensors 34 ermittelt worden sind. Eine dazu vorgese­ hene Steuerung 36 ist im Innern jeder der Ohrkapseln 12, 14 angeordnet, so daß unterschiedliche Beschleunigungen der Ohrkapseln 12, 14 des Kapselgehörschützers 10 mit der als aktives Kompensationssystem vorgesehenen Masse-Motor-Anord­ nung 30 kompensiert werden können.

Claims (7)

1. Kapselgehörschützer mit aktiver Schalldruckkompensation, mit mindestens einer ersten, ein ringförmiges Kissen (18) als Dichtung gegenüber dem Kopf eines Gehörschützerbenutzers aufweisenden Ohrkapsel (12), gekennzeichnet durch
ein aktives Kompensationsystem (24, 28, 30, 32) zur Kompensation eines im Innern der Ohrkapsel (12) durch Beschleunigung derselben gegenüber dem Kopf des Gehörschützerbenutzers hervorgerufenen Schalldrucks und
einen Beschleunigungssensor (34) zur Einwirkung auf das Kompensationssystem (24, 28, 30, 32).

2. Kapselgehörschützer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kompensationssystem (24, 28, 30, 32) eine Masse-Motor-Anordnung (30) aufweist.

3. Kapselgehörschützer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse der Masse-Motor-Anordnung (30) einen in der Ohrkapsel (12) angeordneten Lautsprecher (24) umfaßt oder mit diesem verbunden ist.

4. Kapselgehörschützer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ohrkapsel (12) ein ANR-Lautsprecher (24) zur Erzeugung eines Gegenschalls zur Lärm- oder Geräuschkompensation angeordnet ist.

5. Kapselgehörschützer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kompensationssystem eine elektronische Schaltung aufweist, welche den von dem ANR- Lautsprecher erzeugten Gegenschall beeinflußt.

6. Kapselgehörschützer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltung digital arbeitet.

7. Kapselgehörschützer nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ohrkapsel (12) ein ANR-Mikrophon (26) zur Beeinflussung der Erzeugung des Gegenschalls zur Lärm- oder Geräuschkompensation angeordnet ist.