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Aus zwei Schalenhälften bestehender Fernsprech-Handapparat aus Kunststoff
Die Erfindung betrifft einen aus zwei Schalenhälften bestehenden Fernsprech-Handapparat
aus Kunststoff, bei dem die Eintrittsöffnungen fLir den Sprachsohall und die Austrlttsöffnungen
für den Hörschall unmittelbare Bestandteile der einen Schalenhalfte des Fernsprech-Handapparates
sind.
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Es sind einstückige Ilandapparate bekannt, bei denen sich die Schalleintrittsöffnungen
und die Schallaustrittsöffnungen in aufschraubbaren Kappen, den Sprech- und Hörmuscheln
befinden, Bei geteilten Handapparaten werden durch Aufschrauben der Kappen die beiden
Handapparateteile zugleich zusammengehalten.
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Allen Fernsprech-Handapparaten ist ein leicht gekrümmtes Griffstück
eigen. Je nach Krümmungsradius ist es daher erforderlich, die Sprech- und Hörmuscheln
so zu gestalten, daß die Sprechmuschelebene und die Hörmuschelebene bestimmte, zum
Griffstück hin geneigte Winkel bilden, die in Verbindung mit der gesamten Länge
des Fernsprech-Handapparates eine Verbesserung der akustischen Parameter, insbesondere
der Sendebezugsdiimpfung, zur Absicht haben. Diese Absicht wurde bisher nur unvollkommen
erreicht. Hinzu kam, daß infolge der Gestaltung des Innenraumes des Griffstückes,
der sowohl bei einteiligen als such bei geteilten Pernsprech-Handapparaten zur Aufnahme
der Ver bindungsadern
der Hörkapsel erforderlich ist, sich stets
besondere Maßnahmen, z.B. Schaumstoffeinlagerungen, zur Unterdrückung akustischer
Rückkopplungen notwendig machten.
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Als typischer Vertreter derartiger Fernsprech-Handapparate gilt der
seit langem bekannte und noch gebräuchliche Itkurzett Fernsprech-IIandapparat* mit
einem Abstand von etwa 155 mm zwischen Hörmuschelmitte und Sprechmuschelmitte. Der
Winkel zwischen Sprechmuschelebene und Hörmuschelebene beträgt hierbei etwa 1450,
wobei der Scheitelpunkt über die Mitte des Griffstückes hinaus zur Sprechmuschel
zu liegt. Bei dieser Ausführung liegt der dem Mund in der richtigen Gebrauchslage
am nächsten liegende Punkt der Sprechkapsel von der sich in Sprechrichtung erstreckenden
Achse des kritischen Gleichdruckbereiches des Schalles mindestens um den Halbmesser
dieses Bereiches und von der Mundmitte um den dreifachen Halbmesser ab. Die Sprechmuschelebene
ist zur Sprechrichtung dabei um mehr als 150 geneigt.
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Die richtige Gebrauchsiage, insbesondere die des Mikrofons, zum Munde
des Benutzers bezieht sich dabei auf bekannte Reihenuntersuchungen mit Hilfe eines
Durchschnittskopfes und gewährleistet eine günstige Sendebezugsdämpfung. Somit konnte
zwar die richtige Gebrauchslage für einen bestimmten Fernsprech-Handapparat ermittelt
werden, jedoch ist diese nur in seltenen Fällen einigen Fernsprechteilnehmern bekannt.
Die große Anzahl aller Fernsprechteilnehmer hält den Fernsprech-Handapparat beim
Gebrauch in einer beliebigen Lage, die selten die ermittelte Gebrauchslage und stark
abhängig von der ergonomischen Ausführung des Griffteiles ist. Ebenso ändert sich
damit tuch die
Sprechrichtung des Benutzers., so daß der vorher
genannte Winkel von mehr als 150 selten eingehalten wird. Durch diese, noch vom
subjektiven Verhalten des Benutzers beeinflußten Umstände, ist ein gewtüischtes
Maß der Schdebezugsdämpfung nicht zu erreichen. Bei geteilten Fernsprech-Handapparaten
machte sich die dadurch bedingte Trennfuge auf einen weiteren akustischen Parameter,
die Schalldämmung, unangenehm bemerkbar.
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Bei Benutzern mit einer Kopfgrdße, die über der Größe des Durchschnittskopfes
liegt - hierbei spielt die Entfernung Ohrmitte-Mundinitte die ausschlaggebende Rolle
- tritt außerdem der Umstand ein, daß die Sprechmuschel die Mundpartie berührt,
was wiederum eine Lageveränderung des Fernsprech-Handapparates nach sich zieht,
so daß die Sendebezugsdämpfung vergrößert wird.
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Eine Behinderung des Benutzers bleibt daher nicht aus, abgesehen davon,
daß die Sendebezugsdampfung von vornherein winkelabhängig, d.h. abhängig von der
ermittelten Gebrauchslage, ist.
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Eine Verkürzung oder Verlängerung des Griffteiles würde somit keine
Verbesserungen nach sich ziehen. Im letzteren Falle würde außerdem der Abstand zwischen
dem Nutzgeräusch (Sprache) und dem Raumgeräusch verkleinert werden, d.h. bei großem
Raumgeräusch würde die Sprache verdeckt werden.
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Die hier genannten Unzulänglichkeiten der bekannten Fernsprech-Handapparate
lassen sich überwiegend auf konstruktiv oder technologisch bedingte Ursachen zurückführen
und werden zusätzlich noch durch eine ergonomisch ungünstige Ausführung des Griffstückes
vermehrt.
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Verbesserungen der akustischen Parameter sind nur mit besonderein
Aufwand zu erreichen, z.B. durch Einsatz von Transistor-
Sprachverstärkern
oder besonderer spezieller Mikrofone. Jedoch konnte damit stets nur einer der Parameter,
s.B. die Sendebezugsdämpfung, allein verbessert werden. Eine Verbesserung der Gesamtheit
aller Parameter ließ sich durch derartige Einzelmaßnahmen nicht erreichen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe sugunde,einen Pernsprech-Handapparat
zu schaffen, mit dem allein durch die Konstruktion und ergonomische Gestaltung eine
Verbesserung der akustischen Parameter erzielt und eine richtige Haltung in der
Gebrauch lage begünstigt wird. Dabei wird von einem Fernsprech-Handapparat Gebrauch
gemacht, der aus zwei Schalenhälften besteht, wobei die eine Schalenhälfte Austrittsöffnungen
für den Hörschall und Eintrittsöffnungen für den Sprachschall enthält.
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Diese Auf gabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Anordnung
des durch beide Schalenhälften gebildeten Griffstückes und der Wandungen der einen
Schalenhälfte, die die Schallaustrittsöffnungen und die Schalleintrittsöffnungen
enthalten, zueinander derart getroffen ist, daß ein Punkt in der Einspracheebene,
die mit der Wandung mit den Schalleintrittsöffnungen zusammenfällt, durch zwei Kreisbögen
bestimmt ist, von denen der Radius des einen Kreisbogens, ausgehend vom Mittelpunkt
der Wandung mit den Schallaustrittsöffnungen, der Abstand zwischen beiden Ohrmittelpunkten
eines durch bekannte Reihenuntersuchungen ermittelten Durchschnittskopfes ist, und
der Radius des zweiten Kreisbogens durch eine Länge bestimmt ist, die, von der Mundmitte
des Durchschnittskopfes ausgehend, ungefähr 14% der Länge des ersten Radius beträgt,
und daß ein zweiter Punkt, dessen Verbindungsgerade zum ersten Punkt der Einspracheebene
die
Lage der Wandung mit den Schalleintrittsöffnungen festlegt, durch eine von der Mundmitte
des Durchschnittskopfes ausgehende Senkrechte auf die Verlängerung der vom Durchschnittskopf
vorgegebenen Ebene für die Wandung mit den Schallaustrittsöffnungen bestimmt ist.
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Mit diesem durch die Erfindung festgelegten Werten ist die Konstruktion
des Pernsprech-Handapparates eindeutig definiert, wodurch ohne zusätzliche Maßnahmen
die Ursachen für die Fehlhaltung des Fernsprech-Handapparates beseitigt sind, ohne
daß sich die Sendebezugsdämpfung verschlechtert; gleichzeitig wird die Abhängigkeit
der Sendebezugsdämpfung von der Gebrauchslage, auch als Winkelabhängigkeit bezeichnet,
herabgesetzt.
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Zur Anhebung des Frequenzganges der aus den Schallaustritt nungen
austretenden sowie in die Schalleintrittsöffnungen eintretenden Sprachschwingungen
sind die hinter den öffnungen liegenden Innenräume, die mit den Volumina zwischen
den inneren 19tandungsflächen und den Vorderflächen der Hörkapsel und der Sprechkapsel
gleichgesetzt werden können, zusammen mit den zugehörigen Schallaustritts- und Schalleintrittsöffnungen
als Helmholtzresonatoren ausgebildet Zur Unterdrückung von Gleichdruckkomp@@ nten
der Sprache sowie der Einebnung der Übertragungskurve ist die der inneren Vandungsfläche
des betreffenden Helmholtzresonators gegenüberliegende Fläche als akustischer aus
Sintermaterial bestehender Strömungswiderstand ausgebildet, der vorzugsw@ise die
Vorderfläche der Sprechkapsel bildet, Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die Korngröße
der Körner des Sintermaterials so zu wählen, da@ ihr Durchmesser 0,1 mm
beträgt
und die Dicke des Strömungswiderstandes, der praktisch eine Platte darstellt, so
ZU wählen, daß sie das 5 bis 20 fache des Korndurohmessers beträgt.
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Zur Erhöhung der Schalldämmung bzw. zur Verkürzung der Länge der Trennfuge
und zur Verringenung der akustischen Rückirirkung über das hohle Griff stück der
beiden Schalenhälften sind in den Schalenhälften über den Querschnitt der Schalenhälften
sich erstreckende Querrippen vorgesehen, die sich nach Schließen der Sohalenhälften
abdichtend überlappen.
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Der querschnitt des Griff stückes ist so gewählt, daß die für die
Entkopplung von Sprechstromkreis und Hörstromkreis notwendige Brückenschaltung in
bekannter Weise im Griff stück unterbringbar ist. Zweckmäßig eignet sich hierzu
eine Leiterplatte.
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Um eine ausreichende Schalldämmung zu erreichen, sind die Ränder beider
Schalenhälften derart ausgebildet, daß mit Hilfe mehrerer Keilverbindungen ein Schiebeverschluß
an einer kreisbogenförmigen Trennfuge zwischen den Schalenhälften entsteht.
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Zur Befestigung der Hörkapsel, der Sprechkapsel und der Buückenschaltung
sind in den Schalenhälften Schnappverbindungen vergesehen.
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Anhand von in der zugehörigen Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispielen
wird die Erfindung näher erläutert. Nicht zur Erfindung gehörende Einzelheiten sind
weggelassen oder nicht näher bezeichnet.
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In d.r Zeichnung zeigen: @ig. 1 die geometrischen Verhältnisse und
die Lage der Wandungen mit den Schallaustritts- und Schall@in @ttsöffnungen
in
bezug zu den ermittelten Werten für einen Durchschnittskopi, Fig. 2 eine Seitenansicht
eines Fernsprech-Handapparates aus zwei Schalenhälften, Fig. 3 eine Draufsicht entsprechend
Fig. 2 Die Fig. 1 zeigt als Dreieck die prinzipiellen Verhältnisse eines Durchschnittskopfes,
der zur Ermittlung der akustischen Parameter von Handapparaten allgemein Verwendung
findet. Für die notwendigen Messungen ist ein künstlicher Mund (Sender) und ein
künstliches Ohr (Empfänger) vorgesehen. Die Ohrmittelpunkte sind mit OMl; OM2 und
die Mundmitte mit MM bezeichnet.
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Für die Strecken bzw. Abstände OMl - OM2; OMl - MM und OM2 -sowie
für die nicht näher bezeichneten Winkel im Dreieck OMl-OM2-MM gelten vorgegebene
Werte.
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Der eine Ohrmittelpunkt OMl ist identisch mit dem Mittelpunkt HM der
als starken Strich angedeuteten Wandung Wh mit den Schallaustrittsöffnungen OH,
vgl. Fig. 2 und 3. Die Wandung Wh mit den Schallaustrittsöffnungen OH fällt praktisch
mit der vorgegebenen Hörschallebene He, die durch den Ohrmittelpunkt oGl verläuft,
zusammen. Die Verlängerung Vh der vorgegebenen Hörschallebene He bildet zusammen
mit der Strecke OM1-MM einen ebenfalls vorgegebenen Winkel.
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Die Lage der Wandung We mit den Schalleintrittsöffnnngen OS, die zugleich
in der Einspracheebene Ee liegt und als verstärkter Strich dargestellt ist, wird
durch zwei Punkte El; E2 bestimmt, vgl. hierzu auch Fig. 2 und 3. Der eine Punkt
El, der praktisch mit der Mitte der Membran der Sprechkapsel Sp zusammenfällt,
wird
durch zwei Kreisbögen bestimmt, von denen der Radius R1 des einen Kreisbogens, vom
Mittelpunkt HI der Wandung Vh mit den Schallaustrittsöffnungen OH ausgehend, gleich
dem Abstand der beiden Ohrmittelpunkte OMl; OM2 ist. Der Radius R2 des zweiten Kreisbogens
geht von der Mundmitte MM aus und beträgt ungefähr 14 % der Länge des ersten Radius
Rl.
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Der zweite Punkt E2 wird durch eine Senkrechte S bestimmt, die, von
der Mundmitte MM ausgehend, sich die gedachte Verlängerung Vh der vom Durchschnittskopf
vorgegebenen Ebene He für die Wandung Wh schneidet. Der von den beiden Ebenen Ee
und He gebildete Winkel # beträgt etwa 1250. Zur Anhebung der Sprachschall-und Hörschallschwingungen
sind die zugehörigen Öffnungen OH und OS und die Räume Vl; V2, die sich zwischen
der Hörkapsel H sowie der Sprechkapsel Sp und den zugehörigen Wandungen WMh und
We befinden, als Helmholtzresonatoren ausgebildet.
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Die der inneren Fläche der Wandung We gegenüberliegende Wandung des
Helmholtzresonators mit dem Volumen V2 ist als akustischer Strömungswiderstand Hr
ausgebildet und vorzugsweise mit der Sprechkapsel Sp vereinigt. Selbstverständlich
besteht die Möglichkeit, dies auch bei dem Helmholtzresonator mit dem Volumen V1
und der Hörkapsel H vorzusehen.
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Der Strömungswiderstand Hr besteht aus Sintermaterial mit einem Korndurchmesser
von etwa 0,1 mm. Als Material eignen sich Bronze, Zinnbronze, rostfreier Stahl,
Keramik, Glas und andere körnige für die Sinterung geeignete Materialien.
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Der Strömungswiderstand ist als Platte ausgebildet, deren Dicke etwa
das 5- bis 20- Fache des Korndurchmessers beträgt.
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Zur Erhöhung der Schalldämmung und zur Verringerung der akustischen
Rückwirkung über das hohle Griffstück G sind in den Schalenhälften Sl; S2 des Fernsprech-Handapparates
Querrippen Ql; Q2 vorgesehen, die sich nach Schließen der Schalenhälften Sl; S2
abdichtend überlappen, vgl. Fig. 2.
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Der Qurschnitt des Griffstückes G ist so gewählt, daß eine gedruckte
Schaltung ES als Brückenschaltung zur Entkopplung von Sprech- und Hörstromkreis
in bekannter Weise im Griffstück unterbringbar ist.
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Zum Erzielen einer ausreichenden Schalldänunung sind die Ränder beider
Schalenhälften S1; S2 derart ausgebildet, daß mit HilSe mehrerer Keilverbindungen
Kl bis K3 ein Schiebeverscbluß mit einer kreisbogenförmigen Trennfuge T zwischen
beiden Schalenhälften S1 und 52 entsteht. An der Trennfuge T besitzt der Fernsprech-Handapparat
über seine ganze Länge eine nahezu gleichmäßig durchgehende Breite.
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Zur Befestigung von Hörkapsel H, Sprechkapsel Sp und der Schaltungsplatte
ES sind in der einen Schalenhälfte S1 Schnappverbindungen D1 bis D6 vorgesehen.
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Für den Fall einer stoffschlüssigen Verbindung der beiden Schalenhälften
kann die Trennfuge T verklebt oder ultraschallgeschweißt werden. FUr diese Fälle
dienen die Keilverbindungen Kl bis K3 zur Vorpositionierung der beiden Schalenhälften
S1; S2. Da die gedruckte Schaltung ES für die Entkopplung der Sende-und Empfangsrichtung
in das Griffstück G des Bernsprech-Handapparates verlegt ist, genügt für den Anschluß
des Fernsprech-Handapparates eine zweiadrige Anschlußschnur.
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Aufstellung der Beßugszeichen OMl;OM2 = Ohrmitten eines Durchschnittskopfes
MM = Mundmitte eines Durchschnittskopfes OH = Schallaustrittsöffnungen OS = Schalleintrittsöffnungen
= Wandung mit den Schallaustrittsöffnungen We = Wandung mit den Schalleintrittsöffnungen
He = Hörschallebene Ee = Einspracheebene E1;E2 = Punkte, die die Lage von We bzw.
Ee bestimmen R1;R2 = Radien die den Punkt El bestimmen Vh = gedachte Verlängerung
von Wh 5 - Senkrechte von MM auf Vh = vorgegebener Winkel von ne bzw. Wh zu OMl-MM
# = = Winkel gebildet aus Ee und He Sp = Sprechkapsel H = Hörkapsel HM = Mittelpunkt
der Wandung Wh S1;S2 = Schalenhälften Q1;Q2 = Querrippen T = Trennfuge ES = Schaltung
für Entkopplung der Sende- und Empfangsri ohtung Vl = volumen zwischen Innenfläche
der Wandung Wh und der Hörkapsel H V2 3 Volumen zwischen der Innenfläche der Wandung
We und der Sprechkapsel Sp Hr = Strömungswiderstand G = Handgriff