DE2946150A1

DE2946150A1 - MISCELLANEOUS

Info

Publication number: DE2946150A1
Application number: DE19792946150
Authority: DE
Inventors: Prof. Dr.-Ing. R. 1000 Berlin Fischer
Original assignee: Auergesellschaft GmbH
Current assignee: FISCHER, RUDI, PROF. DR.-ING., 1000 BERLIN, DE
Priority date: 1979-11-13
Filing date: 1979-11-13
Publication date: 1981-05-27
Also published as: CH652019A5; DE2946150C2

Abstract

The ear protector comprises capsules which surround the ear and each include a volume of air. Filters communicating with the air volume of the capsule are arranged on the outside of the capsules. The filter (5) has a chamber (3) forming a first filtering step with an opening (2). Furthermore, there is a pipe (4) which forms a second filtering step and adjoins the chamber (3). The pipe (4) is to be arranged under the sound-absorbing inner lining of a capsule of the ear protector. Despite the good sound insulation, the ear protector ensures sufficient, virtually undiminished signal comprehensibility for specific warning signals. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Gehörschtitzer nach dem OberbegriffThe invention relates to an ear seat according to the preamble

des Patentanspruchs 1.of claim 1.

Bei Arbeiten in lärmerfUllter Umgebung, sog. Lärmzonen, z.B. in Fåbriken, auf Flugplätzen, auf Streckenbaustellen der Eisenbahn, im Bergwerk, in Bereich von Baumaschinen usw., ist es erforderlich, daß die dort Beschäftigten durch persönliche Gehörschutzmittel vor Hörschäden bewahrt werden. Die Unfallverhiltungsvorschrift "Lärm" der Berufsgenossenschaften schreibt in Lärmzonen mit einem Schallpegel von 85 dB(A).bzw. 90 dB(A) das Bereitstellen bzw. Tragen eines geeigneten Gehörschutzes vor.When working in a noisy environment, so-called noise zones, e.g. in Fåbriken, at airfields, on railway line construction sites, in the mine, in the area of Construction machinery, etc., it is necessary that those employed there by personal Hearing protection devices are protected from hearing damage. The accident prevention regulations "Noise" of the employers' liability insurance association writes in noise zones with a sound level of 85 dB (A). Or. 90 dB (A) providing or wearing suitable hearing protection before.

Als Gehörschützer sind in den Gehörgang einzuführende Gehörschutzstöpsel und die Ohren umschließende Kapselgehörschützer bekannt (DIN 32 760).Ear plugs to be inserted into the ear canal are used as hearing protectors and ear muffs that surround the ears are known (DIN 32 760).

In vielen Anwendungsfällen ist trotz schalldämmender Abschirmung des Gehörschützers eine hinreichende, möglichst verbesserte Signalverständlichkeit erforderlich. Sie ist entscheidend vom Verhältnis von Signal- zum Lärmpegel im Frequenzbereich der Warnsignale bestimmt.In many applications, despite the sound-absorbing shielding, the Hearing protectors a sufficient, possibly improved signal intelligibility is required. It is decisive for the relationship between signal and noise level in the frequency range the warning signs determined.

Um dieses Erfordernis erfüllen zu können, kann das nur in Form eines Kompromisses geschehen, von dem die Erfindung ausgeht und der. durch folgende Bedingungen gekennzeichnet ist: 1) Die Schalldämmung des Gehörschützers sollte im besonders das Ohr gefährdeten ~Frequenzbereiche des Lärms (ca. 1,5 kHz bis 8 kHz) möglichst unvermindert hoch sein (ca. 23 >: 40 dB), und 2) die Signalfrequenzen bzw. die wesentlichen Frequenzkomponenten des Warnsignals sollten unterhalb 1,5 kHz liegen. Für diese Frequenzen ist dann eine geringe Schalldemmung des Gehörschiltzers anzustreben, es ist a) nur in diesem Frequenzbereich eine gleichmäßige, wenig gebündelte Ausbreitung des Warnaignais gegeben, und b) in diesem Frequenzbereich ist die Richtcharakteristik des Gehörs noch wenig ausgeprägt und damit wird eine nicht kalkulierbare Orts- und Richtungsabhängigkeit der Signal-Hörbarkeit vermieden.In order to be able to meet this requirement, this can only be done in the form of a Compromise happen, from which the invention is based and the. by the following conditions is marked: 1) The sound insulation of the hearing protector should be in particular ~ Frequency ranges of the noise (approx. 1.5 kHz to 8 kHz) endanger the ear as far as possible be undiminished high (approx. 23>: 40 dB), and 2) the signal frequencies or the essential frequency components of the warning signal should be below 1.5 kHz. For these frequencies, a low level of noise dampening of the hearing filter is to be aimed for, it is a) only in this frequency range a uniform, less bundled propagation des Warnaignais given, and b) the directional characteristic is in this frequency range of Hearing is still not very pronounced and thus becomes an incalculable one Location and direction dependency of the signal audibility avoided.

c) Evtl. vorhandene Gehörschäden der Gehörschutzträger in Llrizonen sind i.a. erst bei höheren Frequenzen von 2 bis 6 kllz auffällig und auch der normale Altersabfall des Gehörs ist fast ausschließlich auf die hohen Frequenzen beschränkt.c) Possibly existing hearing damage of the hearing protection wearer in Llrizonen are generally only noticeable at higher frequencies from 2 to 6 kllz and also the normal Decline in hearing is almost entirely limited to the high frequencies.

d) Aufgrund spezieller physiologischer Eigenschaften des Gehörs werden tieffrequente Signale durch höherfrequente Lärmkomponenten praktisch nicht verdeckt, während im umgekehrten Fall -tieffrequenter Lärm und hohe Signalfrequenzen - die Wahrnthibarkeit bei gleichen Pegeln erheblich vermindert oder aufgehoben ist.d) Due to special physiological properties of hearing low-frequency signals are practically not covered by higher-frequency noise components, while in the opposite case - low-frequency noise and high signal frequencies - the Perceptibility is significantly reduced or eliminated at the same levels.

Wie sich in diesem Zusammenhang gezeigt hat, ist eine derartige Filtercharakteristik der Schalldämmung am besten durch einen Kapselgehörschützer realisierbar, da nur hier genügend Volumina zur konstruktiven Integration zusätzlicher akustischer Filter zur Verfügung stehen.As has been shown in this context, there is such a filter characteristic the soundproofing can best be achieved with an earmuff, since only there is enough space here for the structural integration of additional acoustic filters be available.

Das Volumen von Gehörgangs stöpseln ist prinzipiell für den Einbau komplexer akustischer Filter zu klein. Außerdem wirft ihre Verwendung bei Schwerarbeitern im Schmutzbereich erhebliche hygienische Probleme auf, wie z.B. Hautreizungen, Gehörgangekzeme und Hautallergien.The volume of ear canal plugs is principally for installation complex acoustic filter too small. It also raises their use among heavy workers Significant hygienic problems in the dirty area, such as skin irritation, ear canal eczema and skin allergies.

Es ist ein kapselgehörschützer mit einem akustischen Filter bekannt, das Jeweils außen in einer Öffnung am Kapselgehäuse angeordnet ist (DE-OS 1 938 259). Bei dieser bekannten Ausführung bewirkt das akustische Filter ebenfalls eine gewisse Dämpfung von Schallkomponenten hoher Frequenz, eine selektive Durchlässigkeit für Warnsignale bei ausreichender Schalldämmung ist dabei nicht möglich.There is a known earmuff with an acoustic filter, each of which is arranged on the outside in an opening on the capsule housing (DE-OS 1 938 259). In this known embodiment, the acoustic filter also has an effect certain attenuation of sound components of high frequency, a selective permeability for warning signals with sufficient sound insulation is not possible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gehörschützer zu schaffen, der trotz guter schalldäaiender Abschirmung eine hinreichende, möglichst nicht verminderte Signalverständlichkeit für spezifische Warnsignale gewährleistet.The invention is based on the object of creating a hearing protector, which despite good soundproofing shielding is sufficient, if possible not reduced Signal intelligibility guaranteed for specific warning signals.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gilöst.According to the invention, this object is achieved by the characterizing features of the patent claim 1 features specified.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesonder.The advantages achieved with the invention exist in particular.

aren, daß das aus mehreren Elementen bestehende akustische ta ;-filter mit seinem Frequenz-Durchlaßbereich individuell mehreren speziellen Frequenzkomponenten des Warnsignals angepaßt werden kann. Dabei lassen sich Einbrüche der Schalldämmung für diese Frequenzen auf weniger als 10 dB Restschalldämmung gegenüber dem ungeschützten Ohr, gemessen nach DIN 45611, realisieren, und zwar unabhängig von der Ausgangsschalldämmung der unveränderten Kapsel, die über 40 dB betragen kann. Darüberhinaus wird durch die Erfindung auch der subjektive Tragekomfort erhöht, d.h. die Abneigung einen Gehörschutz zu tragen vermindert, indem neben nicht zu hoher Andruckkraft, möglichst geringem Gewicht und praktische, nicht behindernder Formgestaltung als wesentliche Faktoren eine relativ flache Dämmungskurve im mittleren Frequenzbereich bis ca. 1,5 kHz (für Sprache auch bis 2 kHz) und den Occlusionseffekt vermindernde offene Filter" realisiert wurden. Schmale Maxima und Minima der Dämmkurve können bei breitbandigem Lärm vernachlässigt werden (vgl. HIFI-Übertragung von Musik über Lautsprecher in normalen Wohnräumen!) Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung.dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Aufbau eines mindestens zweipoligen Filterelementes (schematisch) a) und Fig. 2 eine Ansicht einer Kapsel des Kapselgehörschützers, ausgerüstet mit zwei erfindungsgemäßen akustischen Filtern Fig. 3 eine Schalldämmungskurve des Kapselgehörschützers, gemessen nach der Hörschwellmethode (DIN 45 611) frontal im reflexionsarmen Raum.aren that the multi-element acoustic ta; filter with its frequency passband individually several special frequency components the warning signal can be adjusted. In doing so, breaks in the sound insulation can be avoided for these frequencies to less than 10 dB residual sound insulation compared to the unprotected Realize ear, measured according to DIN 45611, regardless of the output sound insulation the unchanged capsule, which can be over 40 dB. In addition, through the invention also increases the subjective comfort, i.e. the aversion to one Wearing hearing protection is reduced by not applying too much pressure, if possible light weight and practical, non-obstructive design as essential Factors a relatively flat insulation curve in the medium frequency range up to approx. 1.5 kHz (for speech also up to 2 kHz) and the open space, which reduces the occlusion effect Filter ". Narrow maxima and minima of the damping curve can be used with broadband Noise can be neglected (see HIFI transmission of music via loudspeakers in normal living rooms!) An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. They show: FIG. 1 an inventive Structure of an at least two-pole filter element (schematic) a) and FIG. 2 a view of a capsule of the earmuffs equipped with two according to the invention acoustic filters Fig. 3 shows a sound insulation curve of the earmuffs, measured according to the hearing threshold method (DIN 45 611) frontally in an anechoic room.

In Fig. 1 ist mit 1 eine Kapselwandung der Gehörschutzkapsel, mit 2 ein oder mehrere Öffnungen eines 1. Resonanzsysterns, mit 3 das Volumen des 1. Resonanzsystems und mit 4 ein Rohrsystem eines 2. Resonanzsystems bezeichnet. Das Rohrsystem 4 besteht zweckmäßig aus einem oder mehreren frequenzabgesti ten Rohren oder Schläuchen, die beispielsweise in der Gehörschutzkapsel aufge rollt unter einer schalldämpfenden Auskleidung liegen können.In Fig. 1, 1 is a capsule wall of the hearing protection capsule, with 2 one or more openings of a 1st resonance system, with 3 the volume of the 1st resonance system. Resonance system and with 4 a pipe system one 2. Resonance system designated. The pipe system 4 expediently consists of one or more frequenzabgesti ten pipes or hoses that roll up, for example, in the hearing protection capsule can lie under a sound-absorbing lining.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind an Jeder Gehörschutzkapsel 1 zwei mit dem Kapselinnern in Verbindung stehende akustische Filtersysteme 5 und 6 gemäß der Erfindung angeordnet, die auf die unterschiedlichen Tonlagen beispielsweise dreier Spektralkomponenten von zwei verschiedenen Warnsignalen (Tiefton- und Mischklang-Signalhorn) abgestimmt sind.As can be seen from FIG. 2, each hearing protection capsule 1 two acoustic filter systems 5 and 5 connected to the interior of the capsule 6 arranged according to the invention, based on the different pitches for example three spectral components of two different warning signals (bass and mixed sound horn) are matched.

In Fig. 3 ist ein Frequenzgang der Schalldämmung des mit dem akustischen System ausgerüsteten Kapselgehörschützers im Bereich von 63 bis 8000 Hz angegeben. Hierbei ist eine kammartige Durchlässigkeit der Warnsignale bei ca. 700, 1170 und 1400 Hz zu erkennen. Die Grundfrequenzen des sog. Tieftonsignals mit 230 Hz fällt hier in den Bereich noch ausreichend geringer Grunddämpfung des Gehdrschutzes.In Fig. 3 is a frequency response of the sound insulation with the acoustic System equipped earmuffs in the range from 63 to 8000 Hz. There is a comb-like permeability of the warning signals at approx. 700, 1170 and 1400 Hz can be recognized. The fundamental frequency of the so-called low-frequency signal falls at 230 Hz here in the area still sufficiently low basic attenuation of the ear protection.

Mit solchen mehrpoligen Filtercharakteristiken der erfindungsgemäßen Systeme läßt sich auch vorteilhaft ein breiter Durchlaßbereich für Sprache nachbilden.With such multi-pole filter characteristics of the invention Systems can also advantageously emulate a wide passband for speech.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

Hearing protectors Patent claims: 1. Hearing protectors with capsules surrounding the ear and each enclosing a volume of air, on the outer sides of which acoustic filter systems connected to the volume of air are arranged, characterized in that a) these acoustic filter systems each consist of a first and a second resonance system, b) the first resonance system is formed from a chamber enclosing an air volume (3) with one or more openings or a membrane (2), the air in the opening (s) or the membrane being an oscillating mass (ml)) and the air in the volume (3) represents a suspension, and c) the second resonance system consists of one or more frequency-tuned tubes (4) in which the sound propagates longitudinally, with a frequency-dependent input impedance, which at low frequencies of a (strongly frequency-dependent ) Mass (m2 ff) for higher frequencies / 24 1 then alternating suspension - mass - suspension etc. m it corresponds to poles and zeros of the impedance (and the resulting transfer function for the sound pressure), and d) the "pipes" are practically designed as one or more flexible hoses of matched length, which are preferably arranged under the sound-absorbing inner lining of the door protection capsule (1), and e) the acoustic single filter from two resonance systems connected in series with two main pass frequencies, one being the Helmholtz resonance on the other hand, the frequency-adjacent tube resonances nh / with mostly n = 1 as #auptresonanz and the secondary resonances n ~ 3, 3 # .., which are largely suppressed by the resonance system 1, shows.

2. That the nature of the filter systems allows several such systems to be kept in parallel Filters in a hearing protection capsule that are practically independent of each other are tunable, and through the current assignments of Helmholtz and Rohrr.sonanzen-in the individual filters and the coordination of the phase relationships between the individual Sound paths as well as the given acoustic side paths are divided by superposition practically any frequency-dependent drops and increases in the overall sound insulation and therefore (due to the large number of parameters that can be selected), almost every one makes sense Can realize the insulation course of the hearing protection capsule.