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Schalldämpfende
Gehörschützer schließen ein
Paar an Gehörschützern ein,
die durch ein Band gegen einander gegenüberliegende Seiten des Kopfs
des Trägers
gedrückt
werden. Jeder Gehörschutz
schließt
einen schalenförmigen
Mantel mit einem offenen inneren Ende und mit einem im Wesentlichen
ringförmigen
Kissen ein, das die mittleren und oberen Abschnitte des Außenohrs
der Person aufnimmt. In der Schale befindet sich ein Schallabsorber.
Das Kissen sowie der Schallabsorber sind im Allgemeinen aus herkömmlichem
elastischem Schaum gebildet. Zwei äußerst wichtige Faktoren sind
der Tragekomfort für
die die Gehörschützer tragende Person
und die Schalldämpfungseigenschaft
des Gehörschützers. Die
Schalldämpfungseigenschaft wird
im Allgemeinen mit einer NRR-Zahl erteilt von einem unabhängigen Testinstitut
bewertet, wobei eine höhere
NRR-Zahl (Noise Reduction Ratio, gemessen durch ein Standardverfahren
des American National Standard 53.19-1974) für eine bessere Schalldämpfungseingeschaft
steht. Die höchste
NRR-Zahl für Gehörschützer, die
dem Anmelder bekannt ist, ist 30. Ein Gehörschützer mit einer noch höheren NRR-Bewertung,
die auch für
den Träger äußerst komfortabel wäre, wäre wertvoll.
Ein Gehörschützer gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 ist aus der EP-A-0338463 bekannt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung wird ein Gehörschützer bereitgestellt,
der komfortabel und besonders wirksam beim Dämpfen von Schall ist. Der Gehörschützer schließt einen
schalenförmigen
Mantel mit einem offenen inneren Ende ein, das ein Kissen hält, das
gegen den Kopf des Trägers gedrückt wird,
und einem innerhalb des Mantels liegenden Schallabsorber. Der Anmelder
stellt das Kissen hauptsächlich
aus einem elastischen sich langsam rückverformenden Schaummaterial
her, das eine Rückverformung
von nicht mehr als etwa 10% aufweist. Der Anmelder bevorzugt es,
ein sich mäßig langsam
rückverformendes
Material zu verwenden, das eine Rückverformung von zwischen etwa
5 und 10% aufweist. Der Schallabsorber innerhalb des Mantels ist
vorzugsweise aus einer Platte oder Lage aus verfilztem Schaum und
einer weiteren Lage aus unverfilztem Schaum gebildet. Der verfilzte
Schaum ist beim Dämpfen
von Schall mit höheren
Frequenzen, wie z. B. über
etwa 1000 Hz, wirksam, während der
unverfilzte Schaum beim Dämpfen
von niedrigeren Frequenzen, wie z. B. unter 1000 Hz, besonders wirksam
ist. Die Kombination der beiden resultiert in einer guten Schalldämpfungseigenschaft
für alle
in Betracht kommenden Frequenzen.
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Die
neuartigen Merkmale der Erfindung werden in den nachfolgenden Ansprüchen detailliert
erläutert.
Die Erfindung wird durch die folgende Beschreibung in Verbindung
mit den begleitenden Abbildungen am besten verständlich gemacht.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ABBILDUNGEN
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1 ist eine perspektivische
Ansicht, die eine von einer Person getragene Gehörschützeranordnung der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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2 ist eine perspektivische
Ansicht einer der Gehörschützer der
Anordnung aus 1 in Einzelteilen.
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3 ist eine seitliche Schnittansicht
des Gehörschützers aus 2, der komplett zusammengebaut
dargestellt ist.
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4 ist eine Schnittansicht
des Kissens des Gehörschützers aus 3, das gegen den Kopf eines
Trägers
gepresst dargestellt ist.
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5 ist eine graphische Darstellung,
wobei die Linien des Graphs Schwankungen im Absorptionskoeffizienten
mit der Frequenz für
zwei unterschiedliche Arten von elastischen Schaummaterialien darstellen.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 veranschaulicht eine Gehörschützeranordnung 10,
die so gestaltet ist, dass sie um den Kopf H einer Person passt,
wobei die Anordnung ein Paar Gehörschützer 12 und 14 sowie
ein Band 16 einschließt,
das diese verbindet und sie gegen einander gegenüberliegenden Seiten des Kopfs
der Person drückt.
Jeder Gehörschützer schließt einen schalenförmigen Mantel 20 und
ein Kissen 22 am offenen inneren Ende des Mantels ein.
Die mittleren und oberen Abschnitte des Außenohrs A der Person sind innerhalb
einer Öffnung 24 des
Kissens aufgenommen. Ein Schallabsorber 26 liegt tief innerhalb der
Schale. Wie in den 3 und 4 dargestellt, verhindert
das Kissen 22, dass Schallwellen bei 30 den Ohrkanal
B der Person erreichen, indem der Schall zwischen dem Kissen 22 und
dem Außenohr
A (der Teil außerhalb
des Ohrkanals, der der Umwelt ausgesetzt ist) der Person hindurchgeht.
Das Kissen dämpft
auch Schall, der direkt durch das Kissen in den Ohrkanal dringen
würde.
Der Schallabsorber 26 verhindert, dass sich Schall entlang
der Wege 32 durch den Mantel 20 zum Ohrkanal B
fortsetzt.
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Sowohl
das Kissen 22 als auch der Schallabsorber 26 sind
wie im Vorhergehenden aus elastischem Polyurethanschaum hergestellt.
Hierbei verwendet der Anmelder jedoch spezielle Schäume oder
Schaumkombinationen, die in einem erhöhten Komfort und besserer Schalldämpfung resultieren.
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Das
Kissen 22 schließt
eine Kernschleife 40 aus elastischem Schaum und einer weichen
gummiartigen Hülle 42 ein,
die gegen das Eindringen von Wasser, Schweiß etc. beständig ist und eine glatte und
attraktive Oberfläche
bereitstellt. Eine Art von elastischem Schaum, der als „sich langsam
rückverformender
Schaum" bezeichnet
wird, besitzt die Eigenschaft, sich nicht sofort zu seiner Originalform
zurückzuverformen,
wenn er zusammengedrückt
worden ist und die Druckkraft dann rasch gelöst worden ist. Solche sich
langsam rückverformende
Materialien sind für
Gehörschützer verwendet
worden, die zwischen den Fingern zu einem geringen Durchmesser gerollt
werden, der leicht in den Ohrkanal eingeführt werden kann, und sich dann
nach etwa 10 s innerhalb des Ohrkanals ausdehnen, um diesen abzudichten.
Dieser sich langsam rückverformende Schaum
für Gehörschützer kann
als sich langsam rückverformender
Schaum bezeichnet werden, da er mehrere Sekunden benötigt, um
nach dem Zusammendrücken
auf 1/5 seiner vorherigen Dicke wieder zu ¾ seiner vorherigen Dicke
zurückzukehren.
Die sehr langsame Rückverformung
wird durch das Mischen von Latex in das aufschäumbare Material erzielt, wobei
der Latex dazu führt,
dass gegenüberliegende
Wände aus
Schaumzellen vorübergehend
aneinanderhaften, wenn sie zusammengedrückt werden. Eine weitere Art
von sich langsam rückverformendem
Schaum kann als sich mäßig langsam
rückverformender
Schaum bezeichnet werden, der in weniger als 2 s von 1/5 zu ¾ seiner
Dicke zurückkehrt. Solche
sich mäßig langsam
rückverformender Schaum
enthält
im Allgemeinen kein Latex, um die Rückverformung zu verlangsamen.
Dieser sich mäßig langsam
rückverformende
Schaum ist verwendet worden, um eine Matratze für invalide Personen bereitzustellen,
da er den Komfort erhöht
und die wundgelegenen Stellen bei solchen Personen verringert. Eine
Art von Test ist ein Fallversuch, bei dem ein Ball auf eine Schicht
auch Schaum fallengelassen wird. Wenn ein solcher Ball auf herkömmlichen
elastischen Schaum fallengelassen wird, springt der Ball zu etwa 40
bis 50% zurück
(er springt bis zu einer Höhe
zurück,
die etwa 40 bis 50% der Höhe
aus der der Ball fallengelassen worden ist ausmacht). Der Rückprall bei
sich sehr langsam rückverformendem
Material beträgt üblicherweise
etwa 2 bis 3%. Der Rückprall für sich mäßig langsam
rückverformendes
Material liegt bei etwa 5 bis 10% (zwischen 4% und 12%).
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Der
Anmelder bevorzugt es, die Kernschleife 40 des Kissens 22 aus
einem sich mäßig langsam rückverformenden
Material auszubilden. Wenn das Kissen gegen den Kopf der Person
presst, führen
Unregelmäßigkeiten
beim Kopf der Person, insbesondere im Bereich D nahe dem Ohrläppchen,
zu konzentrierten Kräften
und folglich zu Unbehagen bei der Person. Sich langsam rückverformendes
Material und insbesondere sich mäßig langsam
rückverformendes
Material besitzt die Eigenschaft, Druckkräfte gleichmäßiger zu verteilen. Dies führt zu einer
gleichmäßigen Verteilung
von Kräften
sowie zu einem höheren
Komfort für
die Person, wie dies auch der Fall ist, wenn eine invalide Person
auf einer Matratze aus diesem Material liegt. Der Erfinder ist überzeugt, dass
diese bessere Verteilung der Druckkräfte, mit denen der Gehörschützer gegen
den Kopf gepresst wird, auch zu einer besseren Schalldämpfung führt, und
zwar insofern, dass die Kräfte
an nicht vorragenden Stellen am Kopf verstärkt werden und an vorragenden
Abschnitten des Kopfs verringert werden.
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Der
sich mäßig langsam
rückverformende Schaum
ermöglicht
es einer Person, die Gehörschützer auf
den Kopf (einschließlich
dem Ohrläppchen) aufzusetzen
und lediglich etwa eine Sekunde zu warten, um das Ausmaß an Komfort
zu beurteilen (und eventuell auch die Schalldämpfungswirkung). Wenn die Gehörschützer unbequem
sind, können
sich einige Male bewegt werden, bis ein komfortables Gefühl gegeben
ist. Wenn sich sehr langsam rückverformender
Schaum verwendet werden würde,
würde es mehrere
Sekunden dauern, bevor der Komfort (und die Schalldämpfung)
in jeder Position beurteilt werden könnte, wobei viele Leute nicht
so lange warten werden.
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Der
Anmelder konstruiert den Schallabsorber 26 aus zwei Lagen 50 und 52 aus
unterschiedlichen Arten von elastischem Schaum (vorzugsweise kein
sich langsam rückverformendes
Material). Eine Lage 50 ist aus verfilztem elastischem
Schaum ausgebildet, während
die andere Lage 52 aus unverfilztem elastischem Schaum
besteht. Es ist festzustellen, dass die Schaumschichten gemeinsam
ausgebildet werden, indem die aufschäumbaren Inhaltsstoffe auf eine
flache Oberfläche
gegossen werden und dort schäumen
und setzen gelassen werden. Die Zellen, die offen sind (durch die
Zugabe von Tensiden), besitzen eine vertikal längliche Form. Ein solcher Schaum
kann verfilzt werden, indem er unter Wärmeeinwirkung zusammengepresst
wird, wie z. B. das Zusammenpressen eines Polyurethanschaums bei 2000
psi und einer Temperatur von 350–400°F. Der resultierende verfilzte
Schaum weist eine Dichte auf, die im Allgemeinen zwei- bis dreimal
so hoch wie die des ursprünglichen
Schaums ist, und Messungen zeigen, dass dieser auch andere Schalldämpfungseigenschaften
besitzt.
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5 veranschaulicht die ungefähren Schalldämpfungseigenschaften
zweier Arten von Schaum. Die Linie 60 des Graphen repräsentiert
die Eigenschaften einer verfilzten Polyurethanschaumschicht mit
einer Dicke von ¼ Zoll,
die eine Dichte von 1,6 Pfund pro Quadratfuß aufweist. Wie ersichtlich
ist, ist der Absorptionskoeffizient, der die Menge an gedämpftem Schall
darstellt, bei niedrigen Frequenzen niedrig und steigt zwischen
etwa 500 Hz und etwa 3000 Hz rasch auf ein hohes Niveau an. Die Linie 62 des
Graphen repräsentiert
die Schalldämpfungseigenschaften
eines herkömmlichen
(unverfilzten) elastischen Polyurethanschaums, der Schalldämpfungseigenschaften
aufweist, die sich nur langsam mit der Frequenz verändern. Unter etwa
1000 Hz besitzt der unverfilzte Schaum einen höheren Schalldämpfungskoeffizienten
als der verfilzte Schaum.
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Der
Anmelder verwendet sowohl eine Lage aus verfilztem Schaum als auch
eine Lage aus unverfilztem Schaum, um gute Schalldämpfungseigenschaften über den
gesamten Frequenzbereich zu erhalten, der die Ohren mit hoher Wahrscheinlichkeit schädigt und
zwischen etwa 125 Hz und etwa 8000 Hz liegt. Wie in 5 gezeigt wird, liegen die Schalldämpfungseigenschaften
unter etwa 1000 Hz nur geringfügig über denen
des unverfilzten Schaums 62, während über 1000 Hz die Schalldämpfungseigenschaften
des verfilzten Schaums 60 besser sind.
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Obwohl
dickerer Schaum wünschenswert
ist, passt nur Schaum mit einer Dicke von ¾ Zoll in den Mantel 20, um
immer noch eine Zwischenraum bereitzustellen, um zu verhindern,
dass gegen das obere Ende des Außenohrs einer Person, deren
Ohren etwas mehr als normal vorragen, gedrückt wird. Wie in 3 gezeigt wird, hat die
verfilzte Schaumlage 50 eine Dicke von ¼ Zoll, während der unverfilzte Schaum 52 eine
Dicke von etwa ½ Zoll
aufweist. Beide Lagen sind im Mantel 26 leicht zusammengedrückt, damit
sie in Position gehalten werden. Die Dicke des verfilzten Schaums
beträgt
vorzugsweise weniger als ¾ der
Dicke des unverfilzten Schaums. Die relativ geringen Dicken lassen
in der Schale Platz, um den oberen Abschnitt des Außenohrs
aufzunehmen.
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2 zeigt die eigentliche
Form des Mantels 20, der Schicht oder Lage 50 aus
verfilztem Schaum, der Schicht oder Lage aus unverfilztem Schaum 52, eines
Rückhalteflansches 64 und
des Kissens 22. Die verfilzte Lage 50 und die
unverfilzte Lage 52 werden in der Schale beide in Position
gedrückt.
Die angrenzenden Flächen 70 der
Flügel 72 werden
zusammengedrückt,
während
die Spitzen der Flügel
gegen den Flansch 64 gedrückt werden. Ähnlich werden
die Oberflächen 76 des
unverfilzten Schaums zusammengepresst und die Spitzen der Flügel 78 drücken gegen
die Innenfläche 74 der
Schale. Der Rückhalteflansch 64 rastet
in der Innenfläche 74 des
Mantels ein. Das Kissen 22 letztendlich haftet durch einen Kleber
an der Außenfläche des
Rückhalteflansches 64.
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Bei
einem Gehörschützer mit
der beschriebenen und veranschaulichten Konstruktion durchgeführte Tests
zeigen, dass dieser eine NRR-Bewertung von 31,6 aufweist, was deutlich
besser ist, als die beste dem Erfinder bekannte Bewertung für einen Gehörschützer von
30. Der Anmelder hat herausgefunden, dass diese höchste Bewertung
dann erzielt wurde, wenn der Gehörschützer eine
Kraft von 11 Newton auf den Kopf der Person ausübte. Der beste dem Anmelder
bekannte Gehörschützer erreichte eine
NRR-Bewertung von 30, wenn mit einer Kraft von 12 N gegen den Kopf
einer Person gedrückt
wurde. Eine geringere Kraft erhöht
natürlich
den Tragekomfort.
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Die
Erfindung stellt somit einen Gehörschützer bereit,
der eine bessere Schalldämpfungseigenschaft
als vorhandene Gehörschützer aufweist
und den Träger
als komfortabler als die besten vorhandenen Gehörschützer bezeichnet haben. Das
Kissen des Gehörschützers besteht
aus einem sich langsam rückverformendem
Material und vorzugsweise einem sich mäßig langsam rückverformendem
Material, das in einem Fallversuch eine Rückverformung von etwa 5% bis
10% aufweist. Das schalldämpfende
Material im Mantel des Gehörschützers schließt zwei
Lagen aus unterschiedlichen Materialien ein, wobei eine Lage aus
elastischem verfilztem Schaummaterial besteht, das eine sehr gute
Schalldämpfungseigenschaft
bei höheren
Frequenzen jedoch nicht bei niedrigeren Frequenzen aufweist, und
die andere Lage aus unverfilztem elastischem Schaummaterial ist, das
bei sämtlichen
Frequenzen einschließlich
niedrigeren Frequenzen eine mäßig gute
Schalldämpfungseigenschaft
besitzt.
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Obwohl
hierin spezifische Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben und veranschaulicht worden ist, versteht
es sich, dass Fachleute auf dem Gebiet auf Modifikationen und Variationen
ersinnen können,
und folglich sind die Ansprüche
so zu interpretieren, dass sie solche Modifikationen abdecken.