NL1011877C2 - Geluiddempingsfilter, gehoorbeschermer en werkwijze voor het vervaardigen van een membraan voor een geluiddempingsfilter. - Google Patents

Description

Titel: Geluiddempingsfliter, gehoorbeschermer en werkwijze voor het vervaardigen van een membraan voor een geluiddempingsfilter

De uitvinding heeft betrekking op een geluiddempingsfilter voor een in de gehoorgang van een persoon plaatsbare gehoorbeschermer, omvattende een geluiddempingskanaal met een doorgang die zich uitstrekt 5 van een geluidsintree-opening naar een geluidsuittree-opening.

Een dergelijk filter is bekend uit de praktijk en wordt toegepast in een in de gehoorgang van een persoon plaatsbare behuizing teneinde de intensiteit van aan het 10 trommelvlies van de persoon toe te voeren geluid te dempen. Door de doorsnede en de lengte van het geluiddempingskanaal te variëren kan het niveau van de demping worden beïnvloed en kan een geluiddempingsfilter worden vervaardigd dat op een bepaalde toepassing is afgestemd.

15 Nadelig van het bekende filter is dat de dempende werking van het dempingskanaal voor hogere geluidsfrequenties altijd sterker is dan voor lagere frequenties. Hierdoor heeft het bekende filter een dempingskarakteristiek die bijvoorbeeld oploopt van 20dB 20 bij 125Hz tot 40dB bij 8000Hz. Een persoon die in zijn oren gehoorbeschermers draagt die zijn afgestemd op het dempen van machinegeluid met een frequentie van circa 50-500Hz, zal geluid met een hogere frequentie, bijvoorbeeld de hogere spraakfrequenties tussen 1 kHz en 3 kHz, slechts 25 relatief zwak waarnemen. Niet alleen wekt dit voor de persoon de indruk dat hij is afgesloten van de omgeving, ook kunnen gevaarlijke situaties ontstaan doordat de persoon hogere frequenties, bijvoorbeeld waarschuwingssignalen, te zeer gedempt waarneemt.

30 Tevens zijn filters voor gehoorbeschermers bekend waarbij de doorgang van het dempingskanaal met behulp van een membraan is afgesloten, zodanig dat tijdens het dragen tussen het membraan en het trommelvlies van de persoon een 1011877 2 hoeveelheid lucht is opgesloten. Hoewel een gehoorbeschermer met een dergelijk filter een over het audiofrequentiegebied in hoofdzaak gelijk blijvend dempingsniveau mogelijk maakt, zijn aan dit type 5 gehoorbeschermer eveneens nadelen verbonden. In het bijzonder leidt het opgesloten luchtvolume ertoe dat een drager, door geleiding van de beenderen rondom het oor, slik- en kauwgeluiden versterkt waarneemt, het zogenoemde occlusie-effect. Daarnaast kan door de afsluiting 10 transpiratie optreden in de gehoorgang.

De uitvinding beoogt een geluiddempingsfilter van de in de aanhef genoemde soort dat bovengenoemde nadelen niet bezit. Daartoe omvat een geluiddempingsfilter volgens de uitvinding een geluiddempingskanaal waarvan de doorgang is 15 afgesloten door middel van een luchtdoorlatend, velvormig membraan, zodanig dat transport van lucht door het filter mogelijk is. Hierdoor wordt bereikt dat een filter kan worden samengesteld met een vlakkere dempings-karakteristiek, terwijl door transport van lucht het 20 optreden van het occlusie-effect en transpiratie kan worden vermeden.

Het dempingskanaal kan daarbij met een zodanig grote diameter en/of korte lengte worden gekozen dat toename van de demping van hoge frequenties relatief gering is, terwijl 25 het membraan zorg draagt voor voldoende demping van lage frequenties.

Door aanpassing van de geometrie van het dempingskanaal kan de demping van hoge frequenties worden aangepast, zonder dat de demping voor de lage frequenties 30 daardoor noemenswaardig wordt beïnvloed. Door aanpassing van de geometrie van het membraan en van de luchtdoorlatendheid van het membraan kan de demping van lage frequenties worden ingesteld, zonder dat de demping voor de hoge frequenties daardoor noemenswaardig wórdt 35 beïnvloed.

1011877 3

Hoewel de luchtdoorlatendheid van het membraan reeds kan worden gerealiseerd door toepassing van een luchtdoorlatend, poreus materiaal dat is voorzien van microporiën, verdient het momenteel de voorkeur om het 5 membraan te vervaardigen uit in hoofdzaak luchtdicht materiaal dat is voorzien van ten minste één perforatie. Door het aantal perforaties en/of de diameter daarvan te vergroten, kan de demping van lage frequenties door het membraan worden verminderd. Door telkens perforaties met in 10 hoofdzaak gelijke diameter aan te brengen, kan de lage tonendemping op eenvoudige en reproduceerbare wijze stapsgewijs worden beïnvloed. Door de diameter van de perforaties groter of gelijk te kiezen aan de dikte van het membraan wordt bereikt dat demping van hoge frequenties in 15 de perforaties van het membraan nog verder kan worden verminderd.

Opgemerkt wordt, dat wanneer in deze context gesproken wordt over lage frequenties daarmee in elk geval frequenties van minder dan 1000 Hz worden bedoeld, terwijl 20 onder hoge frequenties tenminste frequenties van hoger dan 1000 Hz dienen te worden verstaan.

Daarnaast wordt opgemerkt dat in deze context onder een velvormig membraan tenminste een membraan met een niet-geweven structuur dient te worden verstaan.

25 Verdere voordelige uitvoeringsvormen van de uitvinding zijn beschreven in de volgconclusies.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op een gehoorbeschermer en op een werkwijze voor het vervaardigen van een membraan voor een filter voor een gehoorbeschermer. 30 De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld dat in een tekening is weergegeven. In de tekening toont: figuur 1 een doorgesneden zij-aanzicht van een gehoorbeschermer met een geluiddempingsfilter volgens de 35 uitvinding; 1011877 4 figuur 2 een bovenaanzicht van het geluiddempingsfilter van figuur 1 doorgesneden langs de lijn II-II,· en figuur 3 een grafiek waarin de demping als functie 5 van de frequentie is weergegeven.

Opgemerkt wordt dat de figuren slechts schematische weergaven zijn van voorkeursuitvoeringsvormen van de uitvinding. In de figuren zijn gelijke of overeenkomstige onderdelen met corresponderende verwijzingscijfers 10 aangegeven.

Figuur 1 toont een gehoorbeschermer 1 met een in de gehoorgang van een persoon plaatsbare behuizing 2. Een dergelijke, de gehoorgang in hoofdzaak afsluitende behuizing 2 is algemeen bekend en wordt door de vakman 15 dikwijls aangeduid met de benaming otoplastiek. De behuizing 2 omvat een kanaal 3 dat zich uitstrekt van een tijdens gebruik aan de oorschelpzijde van het oor gelegen zijde 4 van de behuizing 2 tot aan de tijdens gebruik aan de trommelvlieszijde van het oor gelegen zijde 5 van de 20 gehoorgang. In het kanaal 3 is een geluiddempingsfilter 6 opgenomen, dat in bovenaanzicht is weergegeven in figuur 2. Het geluiddempingsfilter 6 omvat een geluiddempingskanaal 7 met een doorgang die zich uitstrekt van een geluidsintree-opening 8 naar een geluidsuittree-opening 9.

25 De doorgang van het geluiddempingskanaal 7 is afgesloten door middel van een luchtdoorlatend, velvormig membraan 10. Het membraan 10 heeft dwars op het oppervlak een dikte van circa 30 μ:η en is vervaardigd van in hoofdzaak luchtdicht, velvormig flexibel kunststof 30 materiaal. Geschikte materialen zijn onder meer polypropyleen, polyethyleen en polyester. De dikte van het membraan is bij voorkeur kleiner dan 0,1 mm en ligt voordeligerwi j ze in het interval van circa 10 μτη tot circa 50 μιη. In het membraan 10 zijn een aantal perforaties 11 35 aangebracht die zich in hoofdzaak dwars op het membraanoppervlak uitstrekken, bij voorkeur perforaties met 101187? 5 een diameter van circa 0,1 mm. De perforaties zijn in figuur 2 ter verduidelijking vergroot weergegeven.

Het membraan 10 kan in het geluidsdempingsfilter 6 worden aangebracht door bijvoorbeeld het 5 geluiddempingskanaal 7 uit twee delen op te bouwen en het membraan daartussen te lijmen. Het zal de vakman duidelijk zijn dat tal van andere mogelijkheden bestaan om het membraan in het geluiddempingskanaal aan te brengen. Het membraan 10 kan zowel strak gespannen als slap in het 10 dempingskanaal 7 worden aangebracht.

De mate van demping van geluidsgolven met een lage frequentie kan worden beïnvloed door de diameter en het aantal van de perforaties 11 te variëren, waarbij een groter aantal perforaties en/of een grotere diameter van de 15 perforaties leidt tot een verminderde demping. Daarnaast kan de mate van demping worden beïnvloed door aanpassing van de stijfheid van het membraan, waarbij een stijver membraan leidt tot en verhoogde demping. De demping van geluidsgolven met een hoge frequentie kan onder meer worden 20 beïnvloed door onder meer de lengte en de diameter van het geluiddempingskanaal 7, de dikte van het membraan 10 en eventueel geometrie van het kanaal 3.

Refererend aan figuur 3 is daarin met de streeplijn de dempingskarakteristiek weergegeven van de behuizing 2 25 zonder filter 6 in het kanaal 3. Deze dempingskarakteristiek is onder meer afhankelijk van de vorm van de gehoorgang van de drager en de gekozen geometrie van het kanaal 3.

In figuur 3 geeft de met verwijzingscijfer I 30 aangeduide lijn de demping weer als functie van de frequentie voor een filter met een membraan met een diameter van 4 mm en een dikte van 30 μπι. Door het aanbrengen van één perforatie 11 in het membraan met een diameter van 0,1 mm wordt de met verwijzingscijfer II 35 aangegeven dempingskarakteristiek bereikt. Door variatie van het aantal perforaties 11 in het membraan 10 kan de 1011877 6 laagfrequente karakteristiek beïnvloed worden zoals weergegeven in de figuur. De met respectievelijk verwijzingscijfers III, IV, V, VI, VII, VIII en IX aangegeven grafieken tonen het gedrag voor respectievelijk 5 vier, acht, zestien, vierentwintig, tweeëndertig, veertig en vierenzestig perforaties 11 met gelijke diameter.

Op deze wijze kan, uitgaande van de met verwijzingscijfer 1 aangegeven te sterke dempings-karakteristiek van het gesloten membraan het dempingsgedrag 10 voor lage frequenties worden aangepast door het aanbrengen van perforaties 11 in het membraan 10. Op voordelige wijze kunnen bijvoorbeeld vier perforaties worden aangebracht van elk circa 0,1 mm doorsnede om in het frequentiegebied tot circa 1000 Hz een in hoofdzaak vlakke of anderszins dan de 15 gebruiksomstandigheden aangepaste dempingskarakteristiek te verkrijgen. Zoals blijkt uit figuur 3 neemt de demping bij toenemende doorlatendheid van het membraanoppervlak af. Bij voorkeur is derhalve ten hoogste 5% van het membraanoppervlak luchtdoorlatend.

20 Door aanpassing van de plaats van het membraan in het geluiddempingskanaal 7 of het kanaal 3, eventueel gecombineerd met het aanpassen van de geometrie van het kanaal 3 kan voor het hogere deel van het frequentiegebied eveneens een in hoofdzaak vlakke dempingskarakteristiek of, 25 indien gewenst, een anderszins verlopende dempingskarakteristiek worden gerealiseerd. Dergelijke aanpassingen aan de geometrie teneinde het dempingsgedrag bij hogere frequenties te beïnvloeden zijn op zichzelf bekend.

30 Op voordelige wijze kan bijvoorbeeld een kanaal 3 worden vervaardigd met een in hoofdzaak vlakke dempingskarakteristiek voor hogere frequenties. Vervolgens kan de dempingskarakteristiek voor lagere frequenties worden aangepast door het membraan 10 bijvoorbeeld door 35 middel van een laserbewerking te voorzien van perforaties 11 totdat de gewenste dempingskarakteristiek voor lagere 1011877 7 frequenties is bereikt. Door telkens perforaties 11 aan te brengen met in hoofdzaak gelijke diameter kan worden bereikt dat het aanpassen van de dempingskarakteristiek voor lage frequenties niet alleen reproduceerbaar, maar ook 5 relatief eenvoudig kan worden uitgevoerd. Opgemerkt wordt dat het eveneens mogelijk is om het membraan 10 voorafgaand aan de plaatsing in het kanaal 7 van het filter 6 of het kanaal 3 van de behuizing 2 te voorzien van perforaties 11. Om de voor vervaardiging benodigde tijd te verkorten, 10 kunnen de perforaties 11 eventueel gelijktijdig worden aangebracht.

De uitvinding is niet beperkt tot de hier besproken voorkeursuitvoeringsvormen, maar kan eveneens op andere wijze worden uitgevoerd.

15 Zo kan het membraan eveneens direct in het kanaal 3 zijn aangebracht; in een dergelijk geval vallen het geluiddempingskanaal 7 en het kanaal 3 samen. Daarnaast kan het geluiddempingsfilter worden toegepast in combinatie met een confectie oorplug, dat wil zeggen een gehoorbeschermer 20 die niet is aangepast aan de gehoorgang van een specifiek persoon. Voorts is het mogelijk dat meerdere geluiddempingskanalen 7 aanwezig zijn, al of niet voorzien van een membraan 10. Voorts kunnen de geluidsintree-opening 8 en/of de geluidsuittree-opening 9 van het 25 geluiddempingsfilter 6 een zelfde diameter hebben als het geluiddempingskanaal 7 en kan het geluiddempingskanaal 7 één of meer bochten omvatten en/of een in grootte en/of vorm variërende doorgang hebben. Tevens kunnen twee of meer membranen 10 in het dempingskanaal 7 worden aangebracht en 30 kan het membraan zijn voorzien van verstijvingsribben of verzwakkingsgroeven. Daarnaast kan de plaats van het membraan in lengterichting van het dempingskanaal variëren.

Dergelijke variaties zullen de vakman duidelijk zijn en worden geacht te liggen binnen het kader van de 35 hiernavolgende conclusies.

T011877 8

Opgemerkt wordt voorts dat bij toename van de diameter van een perforatie de demping sterker dan lineair afneemt. Hoewel het mogelijk is om, teneinde een gewenste demping te bereiken, één perforatie aan te brengen met een 5 relatief grote diameter kan het vanuit fabricagetechnisch oogpunt de voorkeur verdienen om een groter aantal kleinere perforaties aan te brengen.

1011877

Claims (14)

1. Geluiddempingsfilter voor een in de gehoorgang van een persoon plaatsbare gehoorbeschermer, omvattende een geluiddempingskanaal met een doorgang die zich uitstrekt van een geluidsintree-opening naar een geluidsuittree- 5 opening, van welk geluiddempingskanaal de doorgang is afgesloten door middel van een luchtdoorlatend, velvormig membraan, zodanig dat transport van lucht door het filter mogelijk is.

2. Geluiddempingsfilter volgens conclusie 1, waarbij 10 het membraan is vervaardigd uit in hoofdzaak luchtdicht materiaal dat is voorzien van ten minste één perforatie die zich in hoofdzaak dwars op het membraanoppervlak uitstrekt.

3. Geluiddempingsfilter volgens conclusie 2, waarbij de diameter van de perforatie groter of gelijk is aan de dikte 15 van het membraan.

4. Geluiddempingsfilter volgens conclusie 2 of 3, waarbij het membraan ten minste twee perforaties omvat en waarbij de diameter van elk der perforaties althans in hoofdzaak gelijk is.

5. Geluiddempingsfilter volgens één der conclusies 2-5, waarbij het membraan is vervaardigd uit een vel flexibel kunststof materiaal, in het bijzonder polypropyleen, polyetheen of polyester.

6. Geluiddempingsfilter volgens één der voorgaande 25 conclusies, waarbij ten hoogste 5% van het membraanoppervlak luchtdoorlatend is.

7. Geluiddempingsfilter volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de dikte van het membraan kleiner is dan circa 0,1 mm.

8. Gehoorbeschermer, omvattende een in de gehoorgang van een persoon plaatsbare behuizing voorzien van een geluiddempingsfilter volgens één der voorgaande conclusies. 1011877

9. Werkwijze voor het vervaardigen van een membraan voor een geluiddempingsfilter voor een gehoorbeschermer, waarbij een laag in hoofdzaak luchtdicht velvormig materiaal wordt voorzien van een aantal zich in hoofdzaak 5 dwars op het membraanoppervlak uitstrekkende perforaties teneinde luchttransport door het membraan mogelijk te maken.

10. Werkwijze volgens conclusie 9, waarbij de diameter van de perforaties groter of gelijk is aan de dikte van het 10 membraan.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, waarbij de diameter van elk der perforaties in hoofdzaak gelijk is.

12. Werkwijze volgens een der conclusies 9-11 waarbij de diameter van de perforaties kleiner of gelijk is aan 0,1 15 mm.

13. Werkwijze volgens een der conclusies 9-12, waarbij de perforaties één voor één worden aangebracht.

14. Werkwijze volgens een der conclusies 9-13, waarbij de perforaties worden aangebracht door middel van een 20 pons-, boor- of laserbewerking. 101187?