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Die Erfindung bezieht sich auf eine
justierbare Spange umfassend ein Paar von elastischen Elementen,
die an den Enden miteinander verknüpft sind. Die Spange kann aus
Plastik, Metall oder einer Kombination von derartigen oder entsprechenden Materialien
hergestellt sein, wobei eine gewünschte Federwirkung
bezüglich
der Dicke des Materials erreicht wird. Eine derartige Spange ist
z. B. aus Literaturstelle DE-A-198 10 582 bekannt.
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Das Anwendungsgebiet ist vorzugsweise
für Spangen,
die sich hinter das Ohr erstrecken müssen, um einen Lautsprecher,
Seitenbügel
einer Brille etc. zu halten, die an einen individuellen anatomischen Aufbau
anzupassen sind.
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Das Problem beim Justieren eines
Seitenbügels
einer Brille oder einer Hörmuschel
für einen Kopfhörer für Ohren
unterschiedlicher Größen wurde in
Lösungen
des Stands der Technik auf einer Vielfalt von Wegen behandelt. Für Hörmuscheln
von Kopfhörern
war eine Lösung,
mehrere "Modelle" verschiedener Größen zu haben,
um das Spektrum von Ohrgrößen abzudecken.
Diese Lösung
hat den Nachteil, dass sie eine Vielfalt von nahezu identischen
Teilen erfordert, um jedem Kunden zugestellt zu werden, wobei von
keiner garantiert wird genau zu passen, was eine unzulängliche
Lösung
und eine offensichtliche Materialverschwendung ist. Eine andere
Lösung verwendet
gekrümmte
Stücke,
die verlängert
werden können,
um einen größeren Teil
des Ohrs zu umfassen, wobei der gleiche Radius einer Krümmung aufrechterhalten
wird. Dies hat den Nachteil, dass es nicht notwendigerweise möglich ist,
das Stück
auf einen angemesse nen Druck des in Frage kommenden Ohrs zu justieren.
Noch eine andere Lösung
verwendet deformierbare gekrümmte
Stücke,
z. B. einen Metalldraht, der in Plastikmaterial eingebettet ist. Diese
Lösung
hat den Nachteil, gegenüber
Abnutzung dadurch empfänglich
zu sein, dass der Metalldraht brechen kann, was seine Funktionalität zerstört und sie
ferner nicht einfach auf einen angemessenen Druck des Ohrs zu justieren
ist.
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Das Ziel der Erfindung ist es, eine
Spange mit einer Justiereinrichtung vorzusehen, die es erlaubt,
die Spange mehr oder weniger zu krümmen und die Form anzunehmen,
die für
ein gegebenes Individuum optimal ist. Es können auch andere Anwendungsgebiete
relevant sein.
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Dieses Ziel wird dadurch erreicht,
dass die Elemente der Spange gekrümmt sind, sodass ein Element überwiegend
außerhalb
in der Spange positioniert ist, während das andere Element überwiegend
innerhalb in der Spange positioniert ist, wobei eine Einrichtung
vorgesehen ist, um mit beiden Elementen zwischen deren Enden zusammenzuarbeiten,
um den Abstand zwischen den Elementen zu justieren.
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Vorzugsweise sind die Elemente gleichmäßig gekrümmt, wobei
das äußere Element
allgemein kleinere Krümmungsradi
als das innere Element aufweist. In dieser Situation ist es einfacher
zu erläutern, was
durch die inneren und äußeren Elemente
gemeint ist, da das äußere Element
hauptsächlich
die konvexe Kontur der Spange definieren wird, während das innere Element hauptsächlich die
konkave Kontur der Spange definieren wird. Diese gegenseitige Position
der Elemente bedeutet, dass wenn diese z. B. in einer Richtung zueinander
beeinflusst werden, z. B. auf halbem Wege entlang der Spange, dann
in dem inneren Element Zugkräfte
und in dem äußeren Element
Druckkräfte
erzeugt werden. wenn diese Kräfte
durch das Parallelogramm der Kräfte
an den Enden der Spange kombiniert werden, wird die resultierende
Kraft die Spange veranlassen, sich zusätzlich zu krümmen.
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Die Elemente können zu einem Ende der Spange
konvergieren und je größer der
gegenseitige Winkel ist, der durch die Elemente gebildet wird, desto
größer wird
die effektive Kraft einer Krümmung sein.
Die Elemente können
auch divergieren, und in diesem Fall werden sie über ein Querglied gegenseitig
starr verbunden sein, sodass das Moment, das durch die Zug- und
Druckkräfte
erzeugt wird, auch zu einer Krümmung
der Spange beiträgt.
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Wenn die Elemente an einem Ende der Spange
konvergieren und an dem anderen Ende der Spange divergieren, wird
der Abstand zwischen den Elementen im allgemeinen von einem Ende
zu dem anderen Ende der Spange ansteigen, was besonders angebracht
ist, falls die Justiereinrichtung entweder ein Ring, der die Elemente
umgibt, oder eine Führung ist,
die zwischen den Elementen für
eine Zusammenarbeit mit diesen positioniert ist.
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Nichts verhindert jedoch die Verwendung
eines Rings oder einer Führung
in Verbindung mit einem Element, das an beiden Enden konvergiert,
aber der Krümmungseffekt
wird am größten sein,
wenn die Führung
in einer zentralen Position ist, und am kleinsten in einer beliebigen
der äußeren Positionen. Als
eine Alternative kann eine Justierschraube verwendet werden.
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Die Spange kann aus einem beliebigen
geeigneten Material hergestellt sein. Für die Funktionalität der Spange
ist es wichtig, dass eine gewisse Steifheit der Verbindungsstellen
zwischen den Längsgliedern
sichergestellt ist und dass gleichzeitig eine gewisse Flexibilität, die den
Längsgliedern
erlaubt, sich in einer Richtung lotrecht zu ihrer Längsachse
zu deformieren, einbezogen ist. Dies kann durch eine geeignete Wahl
von Materialien in Kombination mit der tatsächlichen Gestaltung der Vorrichtung
erreicht werden.
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Es wird vermerkt, dass die Federkonstante der
elastischen Elemente in der gesamten Längsrichtung des Elements nicht
die gleiche sein muss, sondern variieren kann, sodass der Weg, auf
dem sich die Spange wegen der Justiereinrichtung krümmt, den
anatomischen Bedingungen angepasst werden kann. Die Spange kann
auch mit mehr als einer Justiereinrichtung versehen werden, und
diese können für ein zeitweiliges
Fixieren angepasst sein, sodass ein Benutzer seine Spange ein für allemal
justieren kann, sodass sie ihre ursprüngliche Form beibehält.
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Eine spezielle Ausführungsform
der Erfindung implementiert die Hörmuschel in Acetal (POM). Die
Vorteile hiervon sind zusätzlich
zum Vorsehen der relevanten Materialeigenschaften, wie etwa Steifheit
und Oberflächenreibung,
geringes Gewicht, niedrige Kosten, Einfachheit einer Herstellung
in geeigneten Formen und Eignung dazu, auf die speziellen lokalen
Formen der "Umgebungen" des Ohrs angepasst
zu sein, was erlaubt, identische Stücke auf der linken ebenso wie
auf der rechten Seite zu verwenden.
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Die Erfindung wird nun nachstehend
vollständiger
mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, in denen
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1 die
Kräfte
zeigt, die die Krümmung
der Spange gemäß der Erfindung
beherrschen,
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2 schematisch
unterschiedliche Beispiele der Formen der Längsglieder gemäß der Erfindung zeigt,
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3 verschiedene
Einrichtungen zum Anwenden von Querkräften auf die Längsglieder
der Spange gemäß der Erfindung
zeigt, und
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4 eine
Hörmuschel
gemäß der Erfindung
zeigt.
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In 1a werden
die Kräfte,
die die Krümmung
einer Spange 1 als ein Ergebnis der Anwendung der Kräfte P lotrecht
zu den Längsgliedern 2, 3 beherrschen,
skizziert. Die Pfeile 6 symbolisieren die Kräfte P ebenso
wie die Einrichtung zum Kooperieren mit den Längsgliedern 2, 3.
Die Spange 1 besteht aus zwei gekrümmten Längsgliedern 2, 3 unterschiedlicher
Krümmung,
die sich an beiden Enden 4, 5 der Spange kreuzen.
Die Längsglieder
werden nur als eine Linie dargestellt, d. h. ihre Querabmessungen werden
nicht angezeigt. Der Radius einer Krümmung des "inneren" Längsglieds 3 in
dem Punkt der angewendeten Querkraft ist verringert, wohingegen
der Radius einer Krümmung
des "äußeren" Längsglieds 2 erhöht ist.
Die Kräfte
an den Enden wegen dem versuchten Strecken des "inneren" Glieds 3 und der versuchten
Komprimierung des "äußeren" Glieds 2 werden
zusammen mit ihren Resultanten R1, R2 angezeigt. Die resultierenden Kräfte R1, R2 werden dazu tendieren,
die Krümmung
der Spange 1 zu vergrößern, wobei
so die Enden 4, 5 der Spange enger zusammen gezwungen
werden.
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Ähnlich
zeigt 1b die in Frage
kommenden Kräfte
in einer Spange 51, die aus zwei gekrümmten Längsgliedern 52, 53 unterschiedlicher Krümmung besteht,
die sich einander nur an einem Ende 54 der Spange kreuzen
und an dem anderen Ende 55 einen gewissen Abstand getrennt
starr verbunden sind, wie durch die untere fett gedruckte Linie 7 angezeigt
wird. In diesem Fall ist die Situation an dem Kreuzungsende 54 ähnlich zu
der in 1a skizzierten.
An dem Nicht-Kreuzungsende 55 schaffen die beiden Kräfte ein
Drehmoment N2, das zusammen mit der resultierenden
Kraft R1 an dem anderen Ende 54 der
Spange dazu tendiert, die Enden 54, 55 der Spange
enger zusammen zu zwingen.
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Es sollte vermerkt werden, dass je
größer der
gegenseitige Winkel ist, der durch die Elemente gebildet wird (d.
h. durch die Tangenten der Kurven, die die Elemente an ihrer Kreuzung
darstellen), desto größer die
effektive Kraft einer Krümmung
sein wird. Dies wird in 1a und b dadurch widergespiegelt, dass die resultierende
Kraft R1 in 1a größer als die
resultierende Kraft R1 in 1b ist.
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In 2a bis d werden verschiedene Beispiele möglicher
Formen der Längsglieder
der Spange gezeigt. Die fett gedruckten Linien an den Enden symbolisieren
die Steifheit der in Frage kommenden Verbindung. Theoretisch werden
die Formen, wo die beiden Längsglieder
einen gemeinsamen Punkt einer Kreuzung haben, sogar ohne einer starren
Verbindung funktionieren. In der Praxis jedoch wird die Verbindung
wegen der endlichen Querabmessungen der Längsglieder eine bestimmte Größe haben
und eine angemessene Steifheit der Verbindung ist für die Funktionalität von Vorteil.
Die Längsglieder
werden nur als eine Linie oder Kurve dargestellt, d. h. ihre Querabmessungen
werden nicht angezeigt. 2a stellt
eine Ausführungsform
dar, die aus zwei kreisförmigen
Längsgliedern
mit unterschiedlichen Radi einer Krümmung besteht. Ähnliche
Ausführungsformen,
die aus gekrümmten,
aber nicht kreisförmigen Längsgliedern
bestehen (z. B. stückweise
elliptisch, hyperbolisch, etc.) können implementiert werden. 2b stellt eine Ausführungsform
dar, die aus einem gekrümmten
und einem linearen Längsglied
besteht. 2c stellt eine
Ausführungsform
dar, die aus einem gekrümmten
und einem linearen Längsglied besteht,
wo sich an einem Ende die beiden Längsglieder einen bestimmten
Abstand getrennt treffen (im Gegensatz zu den Ausführungsformen
von 2a und 2b, wo sich die Mittellinien
der beiden Längsglieder
schneiden). Es können ähnliche
Ausführungsformen
implementiert werden, wo beide Längsglieder
gekrümmt
sind. 2d stellt eine
Ausführungsform
dar, die aus zwei identisch gekrümmten
Längsgliedern
besteht, die an beiden starren Enden um einen bestimmten Abstand
getrennt sind. Es können
auch ähnliche
Ausführungsform
implementiert werden, wo die Abstände, die die beiden Längsglieder
trennen, und/oder die Krümmung
der Längsglieder
unterschiedlich sind.
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In den Skizzen von 2a bis d wird
angenommen, dass die beiden Längsglieder
identische Querabmessungen und identische Materialeigenschaften
aufweisen. Es können
jedoch auch Ausführungsformen
implementiert werden, wo die beiden Längsglieder unterschiedliche
Querabmessungen oder unterschiedliche elastische (und/oder andere) Eigenschaften
aufweisen.
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3 zeigt
verschiedene mögliche
Einrichtungen zum Anwenden von Querkräften auf die gekrümmten Längsglieder. 3a zeigt die Verwendung
einer Schraube 12. Die Schraube kann mit einer Feder versehen
sein. 3b zeigt eine
Ausführungsform
der Erfindung, wo das "innere" gekrümmte Glied 73 einen
Zweig 13 hat, der sich durch das "äußere" Glied 72 erstreckt
und die Anwendung von Querkräften
mittels einer exzentrischen Schraube 14 erlaubt. 3c zeigt die Einrichtung
zum Anwenden von Querkräften
auf die Längsglieder 82, 83 in
der Form eines schiebbaren Glieds 10. 3d zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, für die die
Einrichtung zum Anwenden von Querkräften auf die Längsglieder 92, 93 ein
Ring 9 ist, der entlang der Längsglieder schiebbar ist.
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Das schiebbare Glied kann als ein
Wagen auf einem Paar von Schienen implementiert sein, wo die Schienen
in den Seiten der Längsteile
hergestellt sind, die einander gegenüberliegen (siehe 4). Alternativ kann das
schiebbare Glied als eine Kugel hergestellt sein, die in Schlitzen
gleitet, die in den Seiten der Längsteile
hergestellt sind, die einander entgegenliegen. In einer anderen
Ausführungsform kann
das schiebbare Glied als eine äußerer Ring
hergestellt sein, der die beiden Längsstücke an dem Standort des Rings
zusammen zwingt.
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In noch einer anderen Ausführungsform kann
das schiebbare Glied als eine Kombination eines äußeren Rings und einer "inneren" Kugel etc. oder
einer anderen konventionellen Lösung
hergestellt sein, solange wie sie ihre Hauptaufgabe zum Fixieren
des Abstands zwischen den Längsgliedern
erfüllt.
Ferner kann mehr als ein schiebbares Glied implementiert sein, um
den möglichen
Justierbereich zu vergrößern.
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4 zeigt
eine Hörmuschel 101,
die die Vorzüge
der Erfindung nutzt. Die Hörmuschel 101 besteht
aus einem stabförmigen
Teil 8, der an einem Ende 104 mit einem Ende eines
gekrümmten
Teils, dessen Krümmung
justierbar ist, fest verbunden ist. Der justierbare gekrümmte Teil
besteht aus zwei längs
gekrümmten
Gliedern 102, 103, die an beiden Enden 104, 105 fest
miteinander verbunden sind. Die beiden Längsglieder sind bei einem Winkel
zueinander an einem Ende 104 verbunden und haben unterschiedliche
einzelne Krümmungen,
was zu einem wachsenden Abstand zwischen ihnen bei wachsendem Abstand
von dem "Kreuzungs"-Ende 104 führt. Die
Krümmung
der beiden Längsglieder
kann mittels des schiebbaren Glieds 11 geändert werden,
das die Längsglieder 102, 103 zwingt,
einen fixierten Abstand voneinander in der Position des schiebbaren Glieds 11 beizubehalten.
Mit anderen Worten zwingt das schiebbare Glied 11 die Radi
einer Krümmung der
beiden Längsglieder 102, 103 in
der Position des schiebbaren Glieds 11, enger zueinander
zu kommen.
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In diesem Zusammenhang wird der Begriff "an beiden Enden fest
verbunden" genommen,
um zu besagen, dass die Verbindungen einen bestimmten Betrag an
Steifheit aufweisen, um sicherzustellen, dass die Deformation, die
durch das schiebbare Glied eingeführt wird, nicht einfach in
der Verbindung absorbiert wird.
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Der stabförmige Teil 8 und die
beiden längs gekrümmten Gliedern 102, 103 bilden
zusammen einen Bügel
oder eine Spange 101, dessen (deren) freie Enden 105, 15 durch
Bewegen des schiebbaren Glieds 11 in der geeigneten Richtung
enger oder weiter voneinander entfernt gebracht werden können. In Verwendung
wird die Hörmuschel 101 deshalb
mit ihrem gekrümmten
Teil hinter dem Ohr und ihrem stabförmigen Teil 8 vor
dem Ohr platziert, und das Stück kann
für einen
optimalen Betrag eines Drucks um das Ohr mittels des schiebbaren
Glieds 11 justiert werden.
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4a zeigt
die Hörmuschel 101 in
ihrer "entspannten" Position, d. h.
in ihrem am weitesten geöffneten
Modus. In der vorliegenden Ausführungsform
geschieht dies, wenn das schiebbare Glied 11 in seiner
einen äußersten
Position 104 am nächsten
zu dem stabförmigen
Teil 8 ist. 4b zeigt
die Hörmuschel 101 in
einer geschlosseneren Situation, die in der vorliegenden Ausführungsform
auftritt, wenn das schiebbare Glied 11 zu dem "freien" Ende 105 des gekrümmten Teils
bewegt wird.
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Es können ein oder mehr Stopps eingeführt werden
um zu verhindern, dass das schiebbare Glied eine oder beide der äußersten
Positionen erreicht (möglicherweise,
um eine zu große
Belastung in dem schiebbaren Glied zu vermeiden). Der Stopp kann möglicherweise
verwendet werden, um das schiebbare Glied in seiner "optimalen Position" zu fixieren.
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Der stabförmige Teil 8 und die
beiden längs gekrümmten Gliedern 102, 103 liegen
ursprünglich (d.
h. wie hergestellt) in der gleichen Ebene. Die beiden Teile können jedoch
aus einer Ebene voneinander auseinander gebogen werden, um zu der
bestimmten Krümmung
der in Frage kommenden "Umgebungen" mit dem Vorteil
einer besseren Passform zu passen. Die Symmetrie einer ursprünglichen
Ebene erlaubt identischen Vorrichtungen, für entweder eine linke oder
rechte Seite des Kopfes angepasst zu werden.
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Für
eine bequeme Justierbarkeit der Krümmung der Hörmuschel muss ein geeigneter
Betrag an Reibung zwischen dem schiebbaren Glied und den Längsgliedern
des justierbaren Teils vorhanden sein, damit das schiebbare Glied
einerseits leicht bewegt werden kann, um die Krümmung des justierbaren Teils
zu ändern
und andererseits nicht zu leicht aus seiner "justierten Position" bewegt wird. Dies wird in der vorliegenden
Ausführungsform,
wie in 4 gezeigt, durch
Implementieren des schiebbaren Glieds als ein Wagen 11 auf
einem Paar von Schienen 16 erreicht, wobei die Schienen
in den Seiten der Längsteile 102, 103,
die einander entgegenliegen, hergestellt werden.
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In der vorliegenden Ausführungsform
ist die Hörmuschel
aus Acetal (POM) hergestellt, einem Plastikmaterial, das geeignete
Materialeigenschaften aufweist und der Gestaltung Freizügigkeit
erlaubt, um die Hörmuschel
in relevanten Formen zu implementieren. Die Verwendung dieses bestimmten
Materials ist jedoch nicht wesentlich. Andere Parameter, die die
Auswahl von Material beeinflussen können, können Kosten, Elastizität, Gewicht,
Farbe, "Biokompatibilität" etc. sein.
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Diese besondere Ausführungsform
der Erfindung richtet sich auf eine Unterstützung eines Kopfhörers, der
aus einem Mikrofon und einem Lautsprecher besteht, für eine Freisprechoperation
eines Telefons oder dergleichen. Der Kopfhörer kann mit dem stabförmigen Teil 8 der
Hörmuschel 101 durch
eine beliebige konventionelle Technik fixiert sein, z. B. durch
eine "Einklick"-Kralle.
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Tatsächliche Ausführungsformen
können
in vielen Formen implementiert sein, einschließlich Ausführungsformen, die ur sprünglich (d.
h. in ihrer Ruheposition) in ihrem am weitesten geöffneten
Zustand sind, d. h. wo das schiebbare Glied beginnend von seiner
einen äußersten
Position, wenn es zu seiner anderen äußersten Position bewegt wird,
dazu tendieren wird, den Abstand zwischen den fixierten und justierbaren
Teilen der Hörmuschel
zu vergrößern, und
Ausführungsformen,
die ursprünglich
in ihrem am meisten geschlossenen Zustand sind, d. h. wo das schiebbare
Glied beginnend von seiner einen äußersten Position, wenn es zu
seiner anderen äußersten
Position bewegt wird, dazu tendieren wird, den Abstand zwischen
den fixierten und justierbaren Teilen der Hörmuschel zu verringern.
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Eine andere Verwendung der Grundidee
der Erfindung kann in einer beliebigen Anwendung liegen, wo ein
leicht justierbarer Bügel,
Band oder Gurt benötigt
wird.