DE3127677A1

DE3127677A1 - Sprechgeraet fuer maskentraeger

Info

Publication number: DE3127677A1
Application number: DE19813127677
Authority: DE
Inventors: Robert 03042 Epping N.H. Ingalls
Original assignee: Gentex Corp
Current assignee: Gentex Corp
Priority date: 1980-07-16
Filing date: 1981-07-14
Publication date: 1982-04-29
Also published as: AU542285B2; GB2081550A; DE3127677C2; FR2495424A1; GB2081550B; AU7165781A; FR2495424B1; DE3153678C2

Description

HOEGER₁ STELLRECHT & PARTNER .

PATENTANWÄLTE UHLANDSTRASSE 14 c · D 7000 STUTTGART 1

A 44 720 b Anmelder: Gentex Corporation

k - 177 Main Street

13. Juli 1981 Carbondale, Penn. 18

USA

Sprechgerät für Maskenträger

Die Erfindung betrifft ein Sprechgerät für einen Maskenträger mit einer Maske, die den Mund des Trägers umschließt und mit einem von dem Maskenträger getragenen Lautsprecher.

Es sind Schutz- bzw. Gasmasken bekannt, die es einem Benutzer ermöglichen, in verschmutzter bzw. vergifteter Ümgebungsluft zu arbeiten, üblicherweise bedecken derartige Masken die Nase und den Mund des Maskenträgers und gestatten ihm ein Atmen durch Filter oder dergleichen.

Häufig ist es wünschenswert, dass eine Person, die eine Maske der beschriebenen Art trägt, in der Lage ist, mit anderen Personen zu sprechen, die entweder ebenfalls Masken tragen oder den Arbeiten im vergifteten Bereich ohne Maske in einigem Abstand folgen. Bei den vorbekannten Masken ohne eingebautes Kommuni-kationssystem bzw. Sprechgerät ist aber für einen Maskenträger kein Gespräch mit einer anderen Person möglich, ohne dass die Maske abgenommen wird.

Für Masken der betrachteten Art gibt es relativ strenge Vorschriften, um sicher zu stellen, dass die Benutzer der Masken vollständig geschützt sind. Dieser Vorschlag für eine Änderung bei einer bereits vorhandenen Maske macht es daher erforderlich, erneut eine Genehmigung der die -Vorschriften erlassen-

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den Behörde oder dergleichen einzuholen= Während nun der Zwang für eine solche Genehmigung einerseits im Interesse der Benutzer der Schutzmasken sehr wüaschenswert ist, sind andererseits derartige Genehmigungen häufig nur mit hohem Aufwand an Zeit und Kosten su erhalten, wenn ein Maskenhersteller eine Änderung seiner Produkte durchführen möchte.

Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Sprechgerät für Masken anzugeben, die zumindest den Mund und im allgemeinen auch noch die Nase des Maskenträgers bedecken _t und zwar ein Sprechgerät, welches die Dichtigkeit bzw. die Schutzfunktion der Maske in keiner Weise beeinträchtigt.

Diese Aufgabe wird bei einem Sprechgerät der eingangs beschriebenen Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass Signalerzeugungseinrichtungen vorgesehen sind ^ mit deren Hilfe Sprechsignalen des Maskenträgers entsprechende elektrische Signale erzeugbar sind und die derart an der Aussenseite der Maske befestigt sind; dass deren Gasdichtigkeit nicht beeinträchtigt wird, und dass Verbindungseinriehtungea vorgesehen sindj, über die die elektrischen Signale dem Lautsprecher zuführbar sind.

Der Vorteil der Sprechgerät gemäß der Erfindung besteht darin, dass sie an mindestens eiaer Oberfläch© des Maskenmaterials angebracht werden köanen rad nicht durch das Maskenmaterial hindurchgreifen, so dass die Dichtigkeit der Maske in keiner Weise beeinträchtigt werden kann.

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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Sprechgerät Signalerzeugungseinrichtungen auf der Aussenseite der Maske auf, die auf Vibrationen des Maskenmaterials ansprechen/ wie sie durch Sprachsignale des Maskenträgers hervorgerufen werden.

Bei einer anderen Ausfuhrungsform der Erfindung ist ein Schallaufnehmer auf der Innenseite der Maske angeordnet und magnetisch bzw. induktiv mit äusseren Einrichtungen gekoppelt, die ein Signal erzeugen, welches einem Lautsprecher zugeführt werden kann. Dabei bleibt auch in diesem Fall das Maskenmaterial vollständig unversehrt, so dass die Dichtigkeit der Maske gewährleistet ist.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert und/oder sind Gegenstand von Unteransprüchen. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Person mit einer Maske, die mit einem erfindungsgemässen Sprechgerät ausgerüstet ist;

Fig. 2 einen Teilquerschnitt durch die Signalerzeugungseinrichtungen des Sprechgeräts der Maske in Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische perspektivische Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform eines Sprechgeräts gemäß der Erfindung;

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Fig. 4 einen vergrößerten Querschnitt durch das Sprechgerät gemäß Fig. 3 und

Fig. 5 ein schematisches Schaltbild von Teilen der elektrischen Schaltung des Spreehgeräts gern« Fig. 3 und 4.

Im. einzelnen zeigt Fig. 1 einen Mann 10 mit einem Kopf 12, welcher eine Maske 14 trägt. Die Maske ist mit Bändern 16 und 18 versehen, mit denen sie am Kopf 12 gehaltert ist. Bei der gezeigten Maske 14 sind zwei Einlassfilter 20, 22 vorgesehen, durch die verschmutzte Luft eingesaugt wird und in denen die Luft in bekannter Weise gereinigt wird, so dass sie ohne schädliche Folgen eingeatmet werden kann. Die Maske 14 besitzt ferner einen Auslass 24, durch den verbrauchte Luft austreten kann, durch den jedoch keine verschmutzte Luft in das Innere der Maske gelangen kann. Die Maske 14 ist ferner längs ihres Randes mit einer Dichtung gegenüber aera Gesicht des Trägers versehen, um zu verhindern, dass verschmutzte Luft längs des Randes der Maske eindringt. An der Aussenseite der Maske 14 ist ein Behälter 26 befestigt, der ein Kommunikationselement 28 für eine externe Kommunikation aufnimmt, welches reibschlüssig in den Behälter 26 eingepaßt sein kann. Das Element 28 kann, wie weiter unten noch näher erläutert wird, ein Ausgangssignal erzeugen, wenn der Mann 10 spricht* Dieses Signal wird über eine Verbindungsleitung 30 zu einem Lautsprecher 32 übertragen, der beispielsweise an einem Gürtel 34 mit einem Clip befestigt sein kann» Der Lautsprecher 32 1st mit einem Drehknopf 36 versehen, der als Ein/Aus«Schalter und

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zum Einstellen der Lautstärke dient.

Wie Fig. 2 zeigt, kann der Behälter 26 an der Aussenseite der Maske 14 mit einem Kleber 38 befestigt sein, welcher den Behälter 26 mit der Maske verbindet, ohne dass deren Dichtigkeit beeinträchtigt würde. Bei einer ersten Ausführungsform eines Kommunikationselements bzw. eines Signalerzeugers 28 sind ein innerer Gehäuseteil 40 und ein äusserer Gehäuseteil 42 vorgesehen, die miteinander an einer Verbindungsstelle 44 derart verbunden sind, dass eine Aussparung 46 frei bleibt, in der O-Ring 48 angeordnet ist. Der äussere Gehäuseteil 42 ist mit einer Senkbohrung zur Aufnahme eines Elektret-Mikrofons 50 versehen, welches ein Gehäuse 52 aufweist, in dem sich ein Elektret 54 und eine Membran 56 befinden, die sich über eine Schallöffnung 64 in der Basis des Gehäuses 52 spannt. Ein Koaxialkabel 58, welches das Ausgangssignal zu der Verbindungsleitung 30 überträgt, ist durch eine öffnung 60 in der Wandung des äusseren Gehäuseteils 42 hindurchgeführt. Der Signalerzeuger 28 weist ferner einen Silikongummikontakt 62 auf, der teilweise in die Schallöffnung 64 hineinreicht und in Kontakt mit der Membran 56 steht.

Ein Ende eines Metallbolzens 66, der den O-Ring 48 durchgreift, ist mittels einer Schicht aus einem geeigneten Kunststoffkleber mit dem Kontakt bzw. dem Kontaktstück 62 verbunden. Als Kleber kann dabei beispielsweise ein Material verwendet werden, wie es unter der Warenbezeichnung "Cycolac" von der Fa. Marbon Chemical Division of Borg Warner Corp., Gary, Indiana, USA, vertrieben wird. Bei diesem Material handelt es sich um ein hochstossfestes^styrolartiges, starres, thermoplastisches Kunstsharz, welches besonders ge-

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eignet ist, um eine harte, flache Verbindungsschicht zwischen der Oberfläche an dem einen Ende des Metallbolzens 66 und dem Gummikontaktstück 62 herzustellen«

In der Basis des inneren Gehäuseteils 40 ist ein Fußteil 70 aus einem geeigneten Material, wie-s. B, aus Silikongummi angeordnet. Der Fussteil 70 besitzt dabei einen Ansatz 72, der von einer Aussparung 74 des Bolzens 66 aufgenommen wird. Wenn die Elemente des Signalerzeugers 28 in den Gehäuseteilen 40 und 42 zusammengebaut sind, kann das äusser® offene Ende des äusser en Gehäuses 42 mit einer Vergußmasse 76 vergossen werden, um die einzelnen Teile an Ort und Stelle zu sichern. Wenn bei der beschriebenen Aaordnung die Person, welche die Maske 14 trägt, spricht, schwingen das Maskenmaterial und der Signalerzeuger 28. Diese Schwingungen führen aufgrund der trägen Masse des Bolzens 66 zu einer Relativbewegung zwischen dem Bolzen 66 und dem Mikrofongehäuse 52, welche von der Membran 56 auf den Elektret übertragen wird. Dabei kann in an sich bekannter Weise in dem Gehäuse 52 ein Verstärker vorgesehen sein, der in Abhängigkeit von den Schwingungen des Elektrets 54,die durch die Membran 56 übertragen werden, ein hörfrequentes Ausgangssignal erzeugt. Dieses Signal gelangt über die Verbindungsleitung 30 zu dem Lautsprecher 32, wo es weiter verstärkt werden kann, so dass es für eine Person in der Nähe des Maskenträgers hörbar ist.

In Fig. 3 bis 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel erfindungsgemäßer Signalerζeugraigseinrichtungen dargestellt. Man erkennt, dass ein dem Behälter 26 ähnlicher Behälter 78 an der Innenseite der Maske 14 an einer Stelle befestigt ist, die derjenigen Stelle entspricht, an der auch der Behälter 26 befestigt ist.

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Der Behälter 78 wird mit Hilfe eines geeigneten Klebers derart an der Innenseite der Maske 14 festgeklebt, dass deren Dichtigkeit nicht beeinträchtigt wird, so dass kein Gas von aussen her direkt in das Innere der Maske eindringen kann.

Bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 3 bis 5 nimmt der Behälter 78 eine Magnetkreisanordnung 80 auf, die beispielsweise reibschlüssig in den Behälter 78 eingepaßt sein kann. Der Behälter 26 an der Aussenseite der Maske nimmt in diesem Fall einen reibschlüssig eingepaßten oder auf andere geeignete Weise befestigten magnetischen Aufnehmer 82 auf.

Zum Verbinden des Behälters 78 mit der Innenseite der Maske 14 kann dabei wieder ein geeigneter Kleber 84 verwendet werden. Die Magnetkreisanordnung 80 weist ein Gehäuse 86 aus einem geeigneten Kunstharz auf, dessen offene Seite mit einem Deckel 88 verschlossen werden kann, welcher auf seiner Innenseite eine Ringnut 92 aufweist, die mit einem Wulst 90 an der Aussenseite des Gehäuses 86 verrastbar ist. Der Deckel 88 besitzt eine Mittelöffnung 94, so dass vibrierende Luft in das Gehäuse 86 eintreten kann.

Die Magnetkreisanordnung 80 umfaßt ein Elektret-Mikrofon 96, welches in eine mit einem Flansch versehene Distanzhülse 98 eingesetzt ist, die eine öffnung 100 zur Aufnahme einer Batterie 102 zur Speisung des Mikrofons 96 aufweist. Der vom Mikrofon 96 abgewandte Boden der Batterie 102 liegt dabei an einem Gummiring 104 an.

Ein Spulenkern 106 aus einem geeigneten Kunststoffmaterial trägt eine Ringwicklung 108, die in nach-

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stehend noch zu beschreibender Weise so gespeist werden kann, dass sie einen magnetischen Fluss erzeugt. An dem Flansch 112 der Distanzhülse 98 ist eine gedruckte Schaltung 110 mit nachstehend noch zu beschreibenden Elementen befestigt. Schließlich weist die Magnetkreisanordnung 80 noch Kontaktklemmen 114 und 115 auf, die um die Wicklung 108 herum-. greifen und deren freien Enden in Kontakt mit dem Batteriegehäuse stehen.

Per magnetische Aufnehmer 82 in dem Behälter 26 auf der Aussenseite der Maske 14 weist einen Spulenkörper 116 auf, der eine Ringwicklung 118 :.trägt, die einen äusseren Anschluß 120 aufweist, welcher durch ein die Wicklung umgebendes Gehäuse 122 nach aussen geführt ist. Vorzugsweise ist im Inneren des Spulenkörpers 116 ein Bolzen 124 aus magnetisierbarem Material vorgesehen. Weiterhin könnte in dem Gehäuse 1.22 auch ein Verstärker vorgesehen sein.

Wie Fig. 5 zeigt, ist als Bestandteil des Elektret-Mikrofons 96 ein Feldeffekttransistor-Verstärker vorgesehen, wobei dem Transistor ein Gate-Widerstand 128 und ein Source-Widerstand 132 zugeordnet sind. Das Mikrofon 96 mit diesen Elementen ist über Elemente der -gedruckten Schaltung 110, insbesondere über einen Kondensator 132 mit der Wicklung 108 verbunden.

Wenn der Maskenträger bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 bis 5 spricht, dann wird aufgrund der Luftvibrationen von dem Mikrofon 96 ein Signal erzeugt, welches von dem Verstärker 130 verstärkt und

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an die Wicklung 108 angelegt wird. Auf diese Weise wird ein veränderlicher magnetischer Fluß erzeugt, der in Fig. 4 mit strichpunktierten Linien angedeutet ist. Der magnetische Fluß durchgreift das Material der Maske 14 ohne deren Funktion zu beeinträchtigen und führt eine magnetische Koppelung der Wicklungen 108 und 118 herbei, so dass in letzterer ein veränderliches elektrisches Signal erzeugt wird. Über den Anschluß 120 wird dieses Signal auf die Verbindungsleitung 30 übertragen, und als Eingangssignal an den Lautsprecher 32 angelegt. Folglich erzeugt der Lautsprecher ein Ausgangssignal, welches für Personen in der Umgebung des Maskenträgers hörbar ist.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, dass die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe gelöst wird und dass ein Kommunikationssystem für Maskenträger und der gleichen geschaffen wird, welches es Personen, die eine Maske tragen, gestattet, mit Personen in ihrer Umgebung in Verbindung zu treten, ohne ihre Maske abzunehmen. Das System kann dabei so an der Maske angebracht wer-.den, dass die normale Funktion der Maske, nämlich der Schutz gegen verschmutzte bzw. vergiftete Umgebungsluft nicht beeinträchtigt wird.

Ferner wird deutlich, dass vorstehend nur bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben wurden und dass dem Fachmann ausgehend von diesen Ausführungsbeispielen zahlreiche Möglichkeiten für Änderungen und/ oder Ergänzungen zu Gebote stehen, ohne dass er dabei den Grundgedanken der Erfindung verlassen müßte. ■

Leerseite

Claims

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PATENTANWÄLTE UHLANDSTRASSE 14 c ■ D 7000 STUTTSART 1

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Paten ta nsprüche

1. Sprechgerät für einen Maskenträger mit einer Maske, die den Mund des Trägers umschließt und mit einem von dem Maskenträger getragenen Lautsprecher _t dadurch gekennzeichnet, dass Signalerzeugungseinrichtungen (28, 82) vorgesehen sind, mit deren Hilfe Sprechsignalen des Maskenträgers (TO.) entsprechende elektrische Signale erzeugbar sind und die derart an der Aussenseite der Maske (14) befestigt sind, dass deren Gasdichtigkeit nicht beeinträchtigt wird,und dass Verbindungseinrichtungen (30) vorgesehen sind, über die die elektrischen Signale dem Lautsprecher (32) zuführbar sind.

2. Sprechgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalerzeugungseinrichtungen (80„ 82) eine erste Spule (108), ein Mikrofon (961, Befestigungseinrichtungen (78, 84, 8.6, 88) zum Haltern der ersten Spule (108) und des Mikrofons (96) an der Innenseite der Maske (14) und Aaschlußeinrichtungen (134) aufweisen, mit deren Hilfe in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen des Mikrofons (96) in der Spule (108) ein erstes elektrisches Signal erzeugbar ist, da^die erste Spule induktiv durch das Material der Masfee(14) hindurch mit einer einer zweiten Spule (118) gekoppelt ist, dass Befestigungseinrichtungen (38,

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26) vorgesehen sind, mit deren Hilfe die zweite Spule (118) an der Aussenseite der Maske (14) an einer Stelle befestigt ist, an der sich die induktive Koppelung zwischen den beiden Spulen (108, 118) ergibt und dass ein in Abhängigkeit von dem ersten elektrischen Signal in der zweiten Spule (118) erzeugtes zweites elektrisches Signal vom Ausgang (120) der zweiten Spule (118) den Verbindungseinrichtungen (30) zuführbar ist.

3. Sprechgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalerzeugungseinrichtungen (28) ein Gehäuse (40, 42) aufweisen, welches mittels Befestigungseinrichtungen (26, 38) auf der Aussen-· seite der Maske (14) befestigt ist, sowie einen Körper (66) , der mittels Halterungseinrichtungen (68, 70) relativ zu dem Gehäuse (40, 42) beweglich gehaltert ist _f und dass die Signalerzeugungseinrichtungen (28) bewegungsempfindliche Einrichtungen (50) aufweisen, mit deren Hilfe das elektrische Signal in Abhängigkeit von durch auf die Sprechsignale zurückzuführende Vibrationen der Maske (14) hervorgerufene Relativbewegungen des Körpers (66) gegenüber dem Gehäuse (40, 42) erzeugbar ist.

4. Sprechgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungseinrichtungen für den Körper (66) als elastische Halterungseinrichtungen (66, 70) ausgebildet sind und dass die bewegungsempfindlichen Einrichtungen ein Mikrofon (50) aufweisen.

5. Sprechgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Halterungseinrichtungen

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ein erstes elastisches Element (70) und ein zweites elastisches Element (62) aufweisen und dass der Körper (66) mit einer Membran (56) des Mikrofons (50) gekoppelt ist.