DE68921206T2 - Sprechübertrager. - Google Patents

Description

• Das Personal von Streitkräften kann gezwungen sein, seinen Aufgaben mit Ausrüstung nachzugehen, die Gesichtsgasmasken einschließt, die zum persönlichen Schutz in kontaminierten Land-, See- oder Luftgebieten ausgegeben worden sind. Schneller und effektiver verbaler Austausch von Informationen ist essentiell für die Durchführung von Operationen. Alle Maskenkonstruktionen, die gegenwärtig für diesen Zweck im Gebrauch sind, enthalten eine oder mehr Sprachübertragungsanordnungen in Form von abgedichteten Membranen. Weitere übliche Konstruktionsmerkmale schließen eine Nasenkappen/Mundabdichtung ein, die sich vom Nasenbein, um den Mund herum und zu einer Kinnkappe hin erstrecken. Die Sprachübertragung kann direkt durch Änderungen in der Konstruktion der Nasenkappen/Mundabdichtung beeinflußt werden.
• Sprechübertrager, die gegenwärtig in Schutzmasken eingebaut werden, verwenden ein Metallgehäuse, das eine Mylarmembran und einen speziell konstruierten Gummispannring beherbergt, um eine Reibungskraft auf die Membran anzuwenden. Der Spannring wird durch Falten der gesamten Anordnung gehalten. Beobachtungen haben gezeigt, daß die auf die Mylarmembran angewendeten Spannungskräfte über die Zeit nicht aufrechterhalten bleiben, was sich in einem fortschreitenden Qualitätsverlust der Sprechübertragung auswirkt.
• Zusätzlich zum Falten der Anordnung legen andere Konstruktionen Spannung an die Mylarmembran durch Ziehen der Ränder der Membran um einen Radius herum an. Gummidichtungen wurden eingebaut, um Durchlaß zu verhindern und die Mylarmembran zu schützen. Eine Konstruktion dieses Typs ist in der US-A 2 586 851 gezeigt.
• Gegenwärtige Konstruktionen erfordern einen Silikonkautschuk-Spannring für jede Größe von Sprechübertragern. Silikon erfordert einen Nachaushärtungsarbeitsgang und ist relativ teuer. Es hat sich herausgestellt, daß Massenproduktion dieser Teile und demzufolge eine kostenaufwendige manuelle Montage nicht möglich gewesen ist.
• Die vorliegende Erfindung sucht einen Sprechübertrager vorzusehen, der leicht zu fertigen und zusammenzubauen ist und der Verläßlichkeit bei der Anlegung der Spannung und Wirksamkeit der Abdichtung bietet.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung weist der Sprechübertrager ein scheibenförmiges Rumpfbauteil auf, das eine konzentrische, zentrische, kreisförmige Vertiefung in einer seiner Stirnseiten und einen äußeren, sich axial erstreckenden erhabenen Rand hat, der die Vertiefung umgibt;
• ein scheibenförmiges Abdeckungsbauteil, das eine konzentrische, zentrische, kreisförmige Vertiefung in einer seiner Stirnseiten und einen äußeren, sich axial erstreckenden erhabenen Rand hat, der verriegelnd mit dem Rand des Rumpfbauteils in axialer Ausrichtung zu diesem verbindbar ist, wobei die Rumpfvertiefung und eie Abdeckungsvertiefung koaxial einander gegenüberliegend angeordnet sind und eine Membrankammer bilden; und
• eine dünne, kreisförmige Membran, die einen in der Membrankammer angeordneten Hauptabschnitt und einen Randabschnitt hat, der zwischen den äußeren Rändern des Rumpfbauteils und des Abdeckungsbauteils befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder zusammenpassende Flächen haben, die einen ringförmigen Vorsprung und eine entsprechende Vertiefung zur Aufnahme des ringförmigen vorsprungs aufweisen, wobei der ringförmige Vorsprung und die passende Vertiefung schräge Flächen haben, die so angeordnet sind, daß, wenn der Randabschnitt der Membran dazwischengelegt wird und die Bauteile durch Ineinanderschieben mit axialem Ineinandergreifen zusammengesetzt werden, die schrägen Flächen während des Zusammensetzens zusammenwirken, um die Randkante festzuhalten und die Membran radial nach außen gerichtet zu ziehen, um die Membran einer gleichmäßigen radialen Spannung zu unterwerfen.
• Das Rumpf- und das Abdeckungsbauteil werden somit mit Mitteln zur Verriegelung geformt, die sich verbinden, wenn die beiden Bauteile axial zu einer einheitlichen oder ein Ganzes bildenden Anordnung zusammengedrückt werden. Dies erleichtert wesentlich das Zusammensetzen der Vorrichtung. Außerdem sind die Bauteile mit verriegelnden Flächen geformt, die während des Zusammensetzens zusammenwirken, um die Randkante der Mylarmembran festzuhalten und die Membran einer gleichförmigen radialen Spannung zu unterwerfen. Dieser Aufbau vermeidet die Notwendigkeit von einem Spannring, Befestigungen und/oder Dichtungen und erleichtert daher wesentlich sowohl die Fertigung als auch das Zusammensetzen und reduziert die Kosten.
• Der Sprechübertrager kann in Gasmasken und dergleichen verwendet werden.
• Diese und weitere Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung deutlich werden, in der Bezug genommen wird auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:
• Fig. 1 eine Ansicht der rechten Seite ist, die ein mit Öffnungen versehenes Rumpfbauteil des Sprechübertragers gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
• Fig. 2 eine Ansicht der rechten Seite ist, die eine mit Öffnungen versehene Schutzabdeckung darstellt, die an dem Abdeckungsteil des Sprechübertragers gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung befestigt ist;
• Fig. 3 ein längsverlaufender Querschnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 2 ist;
• Fig. 4 eine vergrößerte, teilweise zerlegte Querschnittsansicht ist, die ähnlich Fig. 3 ist, aber den Befestigungs- und Spannungsmechanismus der Membran detaillierter darstellt.
• Bezugnehmend auf die Zeichnungen besteht der Sprechübertrager 10 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aus einem Rumpfbauteil 12, das eine zentrische, kreisförmige Vertiefung 14 in einer seiner Stirnseiten und einen erhabenen Rand 16 mit einem die Vertiefung umgebenden Umfang von gleichmäßiger Querschnittsform hat, und einem Abdeckungsbauteil 22, das eine zentrische, kreisförmige Vertiefung 24 in einer seiner Stirnseiten und einen erhabenen Rand 26 mit einem die Vertiefung umgebenden Umfang von gleichmäßiger Querschnittsform hat. Der erhabene Rand 26 des Abdeckungsbauteils ist verriegelnd mit dem erhabenen Rand 16 des Rumpfbauteils zu verbinden, so daß sie nach Zusammensetzung eine einheitliche oder ein Ganzes bildende Anordnung bilden, wobei die Rumpfvertiefung und die Abdeckungsvertiefung koaxial einander gegenüberliegend angeordnet sind und eine Membrankammer 30 bilden. Wie unten detailliert erklärt wird, sind die erhabenen Ränder mit zusammenpassenden Flächen geformt, die geeignet sind, eine dazwischenliegende kreisförmige Mylarmembran 32 sowohl zu befestigen als auch zu spannen. Wie am besten in Fig. 3 gezeigt ist, ist der Randabschnitt 34 der Membran zwischen die Ränder des Rumpf- und des Abdeckungsbauteils gelegt, während ein Rumpfbauteilabschnitt 36 der Membran in der Membrankammer 30 angeordnet ist.
• Bezugnehmend auf die Figuren 3 und 4 ist der Hauptabschnitt des Rumpfbauteils 12 dünn und eben und mit einer Vielzahl von Öffnungen und Löchern 42 ausgebildet, wie am besten in Fig. 1 gezeigt ist, um akustischen Druckwellen Zugang zur Membrankammer 30 zu bieten. Der erhabene Rand 16 des Rumpfbauteils 12 weist einen äußeren Rand 44 auf, auf dessen Umfang eine nach außen zeigende halbkreisförmige Vertiefung 46 ausgebildet ist und der nach innen abgeschrägt ist, um ein Einschieben des Randes 16 in einen Flansch in dem Abdeckungsbauteil zu erleichtern, wie unten beschrieben ist. Die innere Fläche des Randes 16 ist mit einem Paar ebener radialer Flächen 48 und 50 ausgebildet, die axial voneinander beabstandet sind und zwischen denen eine generell dreieckige ringförmige Vertiefung 52 ausgebildet ist. Die Vertiefung 52 enthält eine zylindrische Fläche 54, die sich axial von dem inneren Rand 56 der äußeren ebenen Fläche 48 nach innen erstreckt, und eine konische Fläche 58, die sich von dem entfernt von der Fläche 48 liegenden Ende der Fläche 54 zu dem äußeren Rand 60 der inneren ebenen Fläche 50 hin erstreckt.
• Der Hauptabschnitt 70 des Rumpfbauteils 22 ist dünn und eben und mit einer Vielzahl von Öffnungen und Löchern 72 ausgebildet, wie am besten durch gestrichelte Linien in Fig. 2 gezeigt ist, um akustischen Druckwellen Zugang zu der Membrankammer 30 zu bieten. Der erhabene Rand 26 des Abdeckungsbauteils 22 enthält einen äußeren Rand 74, in dem ein röhrenförmiger Flansch 76 ausgebildet ist, der eine innere zylindrische Fläche 78 hat, die auf ihrem Umfang von einer nach innen sich erstreckenden halbzylindrischen Wulst oder einen Rastvorsprung 80 begrenzt wird. Der Rastvorsprung 80 ist so geformt, daß er von der Vertiefung 46 des Rumpfbauteils aufgenommen wird. Die innere Fläche des Randes 26 ist mit einem Paar ebener radialer Flächen 82 und 84 ausgebildet, die axial voneinander beabstandet sind und zwischen denen ein generell dreieckiger ringförmiger Vorsprung 86 ausgebildet ist. Der Vorsprung 86 enthält eine zylindrische Fläche 88, die sich axial von dem inneren Rand der inneren ebenen Fläche 82 nach außen erstreckt und eine konische Fläche 90, die sich von dem von der Fläche 82 entfernt liegenden Ende der Fläche 88 zu dem äußeren Rand der äußeren ebenen Fläche 84 hin erstreckt.
• Eine scheibenförmige Schutzvorrichtung 100 (Fign. 2 und 3) ist an dem Abdeckungsbauteil 22 auf dessen Seite, die entfernt von dem Rumpfbauteil 12 liegt, befestigt. Die Schutzvorrichtung ist mit vier unter gleichem Winkel beabstandeten Ausschnitten 102 ausgebildet, die so geformt sind, daß sie entsprechende Nasen oder Vorsprünge 104, die sich von dem Abdeckungsbauteil erstrecken, aufnehmen. Zusätzlich ist die Schutzvorrichtung mit einer Vielzahl von axialen Löchern oder Öffnungen 106 ausgebildet, wie am besten in Fig. 2 gezeigt ist, um akustische Druckwellen in die und aus der Membrankammer zu übertragen.
• Das Rumpfbauteil 12, das Abdeckungsbauteil 22 und die Schutzvorrichtung 100 sind aus einem thermoplastischem Material geformt, so daß sie schnell und leicht in den Formen gegossen werden können, die oben beschrieben worden sind, wobei herkömmliche Herstellungstechniken verwendet werden können und dadurch die Zusammensetzung des Sprechübertragers wesentlich erleichtert werden kann. So wird, um den Sprechübertrager zusammenzusetzen, der äußere Rand der kreisförmigen Mylarmembran zwischen den Rändern 16 und 26 des Rumpf- und des Abdeckungsbauteils plaziert, und dann werden die beiden Bauteile axial gegeneinandergepreßt. Wenn dies geschieht, biegt sich der äußere Flansch 76 des Abdeckungsbauteils radial nach außen, wenn die Wulst auf und entlang des abgeschrägten äußeren Randes des Abdeckungsbauteiles gleitet, bis die Wulst 80 in ihrer entsprechenden Vertiefung 46 in der Abdeckung sitzt. Diese Verbindung hält die beiden Bauteile als eine einheitliche Anordnung fest zusammen.
• Unterdessen greifen die ebenen Flächen, die ringförmigen Vorsprünge 86 und die entsprechende Vertiefung 52 die Membran, und, wenn das Rumpf und das Abdeckungsbauteil sich weiter aufeinander zu bewegen, legen die konischen Flächen einen gleichförmigen, radial nach außen gerichteten Zug an die Membran an, und setzen sie unter eine geeignete Spannung.
• So wird deutlich werden, daß die vorliegende Erfindung kosteneffektiv insofern ist, als daß sie leicht gebaut werden kann unter Verwendung von herkömmlichen Gieß- und Produktionstechniken und daß sie ein schnelleres und einfacheres Zusammensetzen mit geringerem Auftreten von Ausschußteilen gestattet. Außerdem ist nicht eine Dichtung oder ein Silikonspanner erforderlich, um abzudichten oder das Spannen des Mylars zu fördern.

Claims (8)

1. Ein Sprechübertrager, der aufweist:

ein scheibenförmiges Rumpfbauteil (12), das eine konzentrische, zentrische, kreisförmige Vertiefung (14) in einer seiner Stirnseiten und einen äußeren, sich axial erstreckenden erhabenen Rand (16) hat, der die Vertiefung umgibt;

ein scheibenförmiges Abdeckungsbauteil (22), das eine konzentrische, zentrische, kreisförmige Vertiefung (24) in einer seiner Stirnseiten und einen äußeren, sich axial erstreckenden erhabenen Rand (26) hat, der verriegelnd mit dem Rand (16) des Rumpfbauteils in axialer Ausrichtung zu diesem verbindbar ist, wobei die Rumpfvertiefung (14) und die Abdeckungsvertiefung (24) koaxial einander gegenüberliegend angeordnet sind und eine Membrankammer (30) bilden; und

eine dünne, kreisförmige Membran (32), die einen in der Membrankammer angeordneten Hauptabschnitt (36) und einen Randabschnitt (34) hat, der zwischen den äußeren Rändern (16,26) des Rumpfbauteils und des Abdeckungsbauteils befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder zusammenpassende Flächen haben, die einen ringförmigen Vorsprung (86) und eine entsprechende Vertiefung (52) zur Aufnahme des ringförmigen Vorsprungs (86) aufweisen, wobei der ringförmige Vorsprung (86) und die passende Vertiefung (52) schräge Flächen (90,58) haben, die so angeordnet sind, daß, wenn der Randabschnitt (34) der Membran (32) dazwischen gelegt wird und die Bauteile (12,22) durch Ineinanderschieben mit axialem Ineinandergreifen zusammengesetzt werden, die schrägen Flächen (90,58) während des Zusammensetzens zusammenwirken, um die Randkante fest zu halten und die Membran radial nach außen gerichtet zu ziehen, um die Membran einer gleichmäßigen, radialen Spannung zu unterwerfen.

2. Ein Sprechübertrager wie in Anspruch 1 definiert, wobei einer der Ränder (26) auf seinem Umfang eine ringförmige Verriegelungswulst (80) und der andere der Ränder (16) auf seinem Umfang eine ringförmige Verriegelungsvertiefung (46) hat, die mit der Verriegelungswulst (80) ineinandergreifend verbunden werden kann, um eine axiale Trennung des Rumpf- und des Abdeckungsbauteils zu verhindern.

3. Ein Sprechübertrager wie in Anspruch 2 definiert, wobei eines der Bauteile einen sich längs erstreckenden, röhrenförmigen Flansch (76) hat, der sich von dem Rand (26) des Bauteils erstreckt und beschaffen ist, ineinanderschiebbar die äußere Begrenzungsfläche des anderen Bauteils aufzunehmen, wobei sich die Wulst (80) radial nach innen auf einer Innenfläche des Flansches erstreckt und die ringförmige Vertiefung (46) in der äußeren Begrenzungsfläche des anderen Bauteils ausgebildet ist.

4. Ein Sprechübertrager wie in einem der Ansprüche 1 bis 3 definiert, wobei die zusammenpassenden Flächen auf dem Rumpf- (12) und dem Abdeckungsbauteil (22) eine innere (50,84) und eine äußere (48,82) axial verschobene, planare, radiale Komplementärfläche, eine zylindrische Fläche (54,88), die sich axial von dem inneren Rand der äußeren Fläche (48,82) erstreckt, und eine konische Fläche (58,90) umfassen, die sich nach innen von dem entfernt von der äußeren Fläche (48,82) liegenden Ende der zylindrischen Fläche (54,88) zu dem äußeren Rand der inneren Fläche (50,84) hin erstreckt.

5. Ein Sprechübertrager wie in Anspruch 4 definiert, wobei die zylindrische (88) und die konische (90) Fläche eines der Bauteile einen Membran haltenden Vorsprung (86) und die zylindrische (56) und die konische (58) Fläche des anderen der Bauteile eine Membran haltende Vertiefung (52) aufweisen, die beschaffen ist, den Membran haltenden Vorsprung (86) aufzunehmen.

6. Ein Sprechübertrager wie in einem der vorhergehenden Ansprüche definiert, wobei sowohl das Rumpf- (12) als auch das Abdeckungsbauteil (22) Öffnungen (42,72) haben, um akustische Druckwellen durch Ein- und Austritt aus der akustischen Kammer zu übertragen.

7. Ein Sprechübertrager, wie einem der vorhergehenden Ansprüche definiert, wobei das Rumpf- (12) und das Abdeckungsbauteil (22) aus thermoplastischem Material gebildet sind.

8. Ein Sprechübertrager gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Rumpf- (12) und das Abdeckungsbauteil (22) aus thermoplastischem Material in Form hergestellt sind.