SE512134C2 - Hörselskyddskåpa med aktiv mekanisk bullerreduktion - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 512 134 z högtalaren och använder denna till att subtrahera den önskade signalen från det kombinerade bullret och sig- nalen så att endast bullret återstår efter subtraktion av förstärkarens utsignal. En bullersignal inverteras och adderas till den önskade insignalen till högtalaren.

Den inverterade bullerandelen av högtalarutsignalen kombinerar sig sedan med och släcker ut det buller som penetrerar öronkåpan. Till följd härav kommer endast den önskade signalen, utan någon bullerinterferens, att nå användarens öra.

Aktiva elektroniska bullerreduktionssystem såsom de vil-- ka beskrivits ovan är effektiva vid låga frekvenser på mindre än 2000 Hz. Emellertid är öronskyddskåpor inne- fattande sådana aktiva elektroniska bullerreduktions- system utomordentligt kostsamma.

Ett ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en hörsel- skyddskåpa som effektivt skyddar bärarens öra mot omgi- vande buller.

Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att åstadkom- ma en hörselskyddskåpa som är särskilt effektiv vid låga frekvenser.

Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att åstad- komma en hörselskyddskàpa som erbjuder aktiv buller- reduktion.

Ytterligare ett ändamål med uppfinningen är att åstad- komma en hörselskyddskåpa som betingar relativt låg kostnad i förhållande till uppnådda resultat.

Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att åstad- komma en hörselskyddskàpa som har relativt enkelt ut- förande och arbetssätt för lätt uppnådda resultat. 10 15 20 25 30 35 512 134 _3 Ytterligare ändamål med uppfinningen kommer att framgå av den följande beskrivningen. Ändamålet med uppfinningen uppnås med de anordningar som framgår av de bilagda självständiga patentkraven.

Utföringsformer av uppfinningen framgår av de bilagda osjälvständiga patentkraven.

Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas i exem- pelform med hänvisning till den bilagda ritningen på vilken lika hänvisningsbeteckningar avser lika detaljer i de olika ritningsfigurerna.

Fig. 1 visar en frontvy av en hjälp som är försedd med ett hörselskyddsaggregat enligt uppfinningen; Fig. 2 visar en sektion genom den uppfinningsenliga hörselskyddskàpan; Fig. 3a visar en expanderad vy över en första del av den uppfinningsenliga hörselskyddskàpan; Fig. 3b visar en expanderad vy av en annan del av den uppfinningsenliga hörselskyddskàpan; Fig. 4 är en fragmentarisk vy som illustrerar detal- jerna i ett element ingående i den uppfinnings- enliga hörselskyddskåpan.

Ljuddämpande öronkàpor enligt den tidigare tekniken in- nefattar ett relativt styvt skal som omger bärarens öra.

Periferin av skalet bär en spänstig örontätning som är uppburen så att den ligger i kontakt med bärarens hu- vud i området runt hans öra.

Vi har upptäckt att ljuddämpande öronkàpor enligt den tidigare tekniken genomsläpper làgfrekvensbuller genom 10 15 20 25 30 35 512 134 4 pumpning av örontätningen. Med "lågfrekvens“ avses fre- kvenser som typiskt ligger nära 1000 Hz eller därunder.

Såsom bekant rör sig ljud såsom tryckvågor genom luften.

När dessa tryckvågor kommer i kontakt med en öronkàpa, utövar de en kraft pá denna, vilken är en funktion av tryckskillnader mellan luften i vågen och luften inuti kåpan. Denna kraft är vidare en funktion av kàgms area parallellt med örontätningens plan. Det inses att den alstrade kraften antingen tenderar att trycka ned eller dra ut öronkåpan. Öronkàpan verkar i sin tur mot öron- tätningen, vilken såsom varande den mest eftergivliga komponenten i dämpningssystemet, är den komponent som mest komprimeras eller expanderas.

Det inses raskt att komprimeringen och expanderingen av örontätningen alternerande medför stegringar och minsk- ningar av luftvolymen inuti kåpan. Enär luftmängden förblir densamma, kommer trycket hos luften inuti kåpan att öka och minskaned den varierande volymen. Vi har upp- täckt att denna pumpning av öronkåpan på örontätningen är den primära orsaken till lågfrekvensbuller inuti öron- kåpan.

För att nu hänvisa till ritningen är mitt öronkàpeaggre- gat, som kommer att beskrivas närmare härnedan, anordnat att vara inkroporerat i en skyddshjälm som allmänt in- dikeras med hänvisningsbeteckningen 10, och innefattar ett hårt skal 12 och ett innerfoder 14, som är försett med en nackrem 16 och en hakrem 18. Fodret 14 innefat- tar respektive kåpstöd 20 och 22, vilka som är känt inom tekniken, är försedda med öppningar i vilka öronkåporna är monterade på ett sätt som kommer att beskrivas nedan.

Det pà vänstra sidan anordnade stödet för hörselskydds- aggregat bär ett hörselskyddsaggregat 24 av vänster- utförande, vilket exempelvis kan innefatta en arm 26 för manövrering av en. elektrisk omkopplare. Det högra :x 10 15 20 25 30 35 512 134 5 stödet 22 bär ett hörselskyddsaggregat 28 av högerut- förande, vilket bär en bom som uppbär en mikrofon 30.

Båda hörselskyddsaggregaten 24 och 28 kan vara av det utförande för hörselskyddskåpa som nedan kommer att beskrivas närmare.

Med hänvisning till fig. 2 till 4, innefattar mitt aggre- gat ett relativt styvt skal 32 för en hörselskyddskåpa, vilket skal är bildat av vilket som helst lämpligt ma- terial, såsom exempelvis akrylonitrilbutadien-styren- sampolymer. Såsom är väl känt inom tekniken är skalet 32 försett med ett par åtskilda periferiflänsar som bildar ett spår 34, vilket emottar den öppningsbildan- de delen av fodrets kåpstöd 20 eller 22 för att sålun- da uppbära aggregatet på hjälmen 10. Såsom är känt inom tekniken är öronkåpeaggregaten 24 och 28 förspända mot bärarens huvud när hjälmen 10 är påtagen.

Mitt aggregat innefattar en med öppna ändar utförd cy- linder 36 som är framställd av ett lämpligt material såsom ABS-sampolymer och försedd med en fläns 38 vid inneränden. En öppning 40 i en bärplatta 42 av samma material emottar cylindern 36. Jag ansluter flänsen 38 till plattan 42 medelst något lämpligt lim, exem- pelvis ett epoxilim eller liknande. På motsvarande vis är plattan 42 limmad mot den öppna änden av kåpan 32.

En skalförlängning 44 som är bildad av ett lämpligt re- lativt styvt material såsom materialet för skalet 32 är försett med ett par flänsar 46 och 48 av samma ma- terial och dessa Förlängningen 44 är limmade inuti förlängningen 44. tillsammans med dess flänsar 46 och 48 är säkrad mot plattan 42 medelst ett epoxilim e.dyl.

En ändplatta (50) av en lämplig relativt styv syntetisk harts är försedd med en öppning 52 som har urtagningar 54 och 56 i sina sidor, av ett skäl som kommer att be- miiïx w i" 10 15 20 25 30 35 512 134 6 skrivas närmare nedan. Jag utnyttjar vilka som helst lämpliga medel, såsom skruvar 58 för att säkra änd- plattan 50 mot blocken 46 och 48.

Cylindern 36 emottager en kolv 62 som normalt är för- spänd för rörelse ut ur kåpan 32 och mot bärarens öra medelst en fjäder 60 som exempelvis kan vara ett block av spänstigt polyuretanskum, eller sammanförda kuddar.

Kolven 62 är bildad av ett lämpligt syntetiskt harts.

Kolvens 62 periferi bär en tätning 64, som är limmad mot kolven medelst vilket som helst lämpligt medel. Tät- ningen 64 är bildad av en hud 66 av vakuumformad poly- uretanfilm med tjockleken 0,38 mm (0,0l5") vilken inne- sluter en ringformig kropp 68 av spänstigt material som polyuretanskum.

En högtalare (öronmikrofon) 70 är fasthållen på kolven 62 medelst en hållare 72 som är bearbetad av aluminium.

Skruvar 75 kan utnyttjas för att säkra hàllaren 72 vid kolven 62. Ett par rullhalvor 74 och 76 som är tillverka- de av ett lämpligt material, är i koaxiell relation anslutna till hållarens 72 yta. Rullhalvornas 74 och 76 axlar sammanfaller med en av två ortogonala axlar som var och en normalt är belägen i ett plan vilket är parallellt med planet för den örontätning som nedan kommer att beskrivas.

En platta 78 är tillverkad av aluminium. Denna kommer att ligga i ett plan som är parallellt med planet för örontätningen som nedan kommer att beskrivas, mellan rullarna 74 och 76 och de rullar som är fästa vid den fot som nedan kommer att beskrivas.

Jag vakuumformar en fot 80 som har en central öppning 81, av syntetisk harts. Ett par rullhalvor 82 och 84 10 15 20 25 30 35 512 13.4 7 frambringas genom skärning. Jag skär foten 80 efter behov för att frambringa rullhalvorna 82 och 84. Jag fäster rullarna 82 och 84 vid foten 80 i koaxiell re- lation med rullaxlarna normalt belägna utmed den and- ra av de två ortogonala axlarna.

Mitt aggregat inkluderar en örontätning som allmänt in- dikeras med hänvisningsbeteckningen 86 och som är bil- dad av en hud 88 av en vakuumformad polyuretanfilm med tjockleken 0,38 mm (0,0l5") och en centralkropp 90 av spänstigt polyuretanskum. Örontätningen 86 in- kluderar en spänstig läpp 92 som är sträckt över kanten av ändplattan 50 för att kvarhålla alla delarna i en sammansatt relation på ett sätt som kommer att beskri- V85 .

Vid tillverkningen av mitt skyddande öronkåpeaggregat skäres först existerande öronkàpor ned till bildning av skaldelen 32. Cylindern 36 och plattan 42 framstäl- les av lämpligt material såsom ABS-sampolymer. Dessa delar limmas sedan in i den nedskurna kåpan 32. Öronkå- peförlängningen 44 vakuumformas av en lämplig syntetisk harts och limmas mot plattan 42. Skum skäres till bild- ning av fjädern 60 och till bildning av tätningens 64 skum 68. Huden 66 vakuumformas sedan och anbringas på skummet 68 till bildning av tätningen 64. Foten 80 va- kuumformas och skäres till den önskade skepnaden. Kol- ven 62, hållaren 72 och rullarna 74, 76, 82 och 84 fram- ställes. Rullarna 74 och 76 limmas mot hållaren 72 och rullarna 82 och 84 limmas mot foten 80. Härnäst skruvas högtalarehållaren 72 och kolven 62 ihop med högtalaren (öronmikrofonen) 70 inuti. Därpå införes fjädern 60, aggregatet av kolven 26 och hållaren 72 och plattan 78 i kåpan och skruvas ändplattan 50 in på plats. Slutli- gen placeras foten 80 mot plattan 78 genom införing av rullarna 82 och 74 genom plattans urtagningar 54 och 56 u 10 15 20 25 30 35 512 134 8 och örontätningen 86 som kan vara av en inom tekniken känd typ, anbringas mot ändplattan 50 för att kvar- hålla foten i position.

När de ovan angivna sammansättningsoperationerna är fullgjorda monteras det vänstra och högra öronkåpe- aggregatet 24 och 28 i de öppningar som är anordnade i stöden 20 och 22 för öronkåporna. Bäraren börjar sedan sätta på sig hjälmen 10. Då öronkåporna passar örat pressar bäraren fimæms 80 underdel så att överde- len kommer att vippa ut och örats överdel kommer in i fotens överdel. Öronkåporna bringas sedan till bärnings- position, och bäraren pressar in sina öronlober i fo- tens öppning. Slutligen justeras hjälmens passning.

Av det ovanstående framgår att cylindern 36 är stelt fäst vid den av skalet 32 och förlängningen 34 bildade öronkåpan. Vidare delar plattan 42 öronkåpan effektivt till två separata kamrar, av vilka den ena ligger till höger om phattan 42, såsom betraktat i fig. 2, och den andra av den ligger till vänster.

Vid användning av anordningen, vilar foten 80 mot bä- rarens huvud runt hans öra inuti örontätningens 86 öpp- ning. Med hjälp av rullarna 28 och 48, plattan 78 och hållaren 82 hålles kolven på plats relativt bärarens huvud.

I gensvar till vibrationskrafter som ansättes mot kåpan 32 kan kåpan röra sig inåt relativt bärarens huvud un- der kömprimering av örontätningen 86 så att volymen av kammaren till höger om plattan 32 reduceras. Om å andra sidan kåpan tenderar att röra sig utåt, tenderar denna volym till att öka. Då kåpan rör sig inåt,rör sig kolven relativt kammaren. Enär kolvens area är ungefär densam- ma som arean för örontätningens öppning, förblir volymen 10 15 20 25 30 35 512 134 9 väsentligen konstant. Enär vohmen av kammaren till hö- ger om plattan 42 förblir konstant, kan inte någon operation eller expansion av luft ske i denna kammare, vilket leder till att inget buller överföres till örat.

Såsom ovan har förklarats, måste foten 80 ligga stumt an mot huvudet. När kåpan tenderar till att vippa rela- tivt fotens plan, fungerar aggregatet av plattan 78 och paren av rullar 82 och 84 och 74 och 76 såsom en universalled, till att förhindra att drivlinan från kol- ven till rullarna till foten från axeln frånkopplas när kåpan vippar relativt foten.

Det torde stå klart att jag har uppnått ändamålen med min uppfinning. Jag har tillhandahållit ett skyddande öronkápeaggregat vilket effektivt skyddar bärarens öra mot omgivningsbuller. Mitt öronkåpeaggregat är särskilt effektivt vid låga frekvenser. Det innefattar aktiv bul- lerreduktion. Det betingar en relativt låg kostnad i förhållande till de resultat som uppnås med detsamma.

Det har enkel operation och konstruktion.

Det torde stå klart att vissa särdrag och underkombina- tioner kan tillgripas och kan utnyttjas utan hänvisning till andra särdrag och underkombinationer. Detta beaktas av och ligger inom ramen för mina krav. Det är vidare uppenbart att olika ändringar kan göras med avseende på detaljer inom omfånget för mina patentkrav utan från- gàende av uppfinningsidën. Det bör därför stå klart att min uppfinning inte är begränsad till de specifika de- taljer som visats och beskrivits.

Claims (8)

10 15 20 25 30 512 11,234 Patentkrav

1. Hörselskyddsaggregat för att skydda en användares öra från omgivningsbuller, innefattande ett styvt skal (32, 44) som innesluter ett utrymme, en spänstig tätning (86) som är buren av skalet och är anordnad att innesluta användarens öra inuti utrymmet, och ett rörligt element (62) som bildar en förskjut- bar gränsyta av utrymmet, kännetecknat av att det rörliga ele- mentet (62) är anordnat för kontakt med användaren, varigenom det rörliga elementet kommer att röra sig relativt skalet, som pà grund av bullret kommer att vibrera relativt användaren, sà att utrymmets volym kommer att bibehàllas väsentligen konstant.

2. Aggregat enligt krav 1, kännetecknat av en cylinder (36) i det inre av skalet i närheten av användarens öra, varvid det rörliga elementet (62) innefattar en kolv som är anordnad i cylindern (36), och varvid organ (72, 78) är tillhandahàllna för att hälla kolven (62) i en fast position relativt använda- rens huvud.

3. Aggregat enligt krav 2, kännetecknat av att tätningen (86) har en öppning av i förväg bestämd storlek, varvid kolvens (62) ände har en storlek som approximativt motsvarar öppningens storlek.

4. Aggregat enligt krav 2, kännetecknat av att organet (72, 78) för att hälla kolven (62) i den fasta positionen inne- fattar organ (60) för att förspänna kolven mot användarens hu- vud och organ (80) inkluderande en fot i kontakt med använda- rens huvud för att verka mot förspänningsorganet (60). dl 10 15 20 512 134

5. Aggregat enligt krav 4, vari foten (80) har en öpp- ning för emottagning av användarens öra, varvid foten är anord- nad att kontakta användarens huvud runt örat inuti tätningens öppning.

6. Aggregat enligt krav 5, inkluderande organ (74, 76, 82, 84, 88) som bildar en universalled, vilken kopplar foten (80) till kolven (62).

7. Aggregat enligt krav 6, vari universalledningen inne- fattar ett första rullorgan (82, 84) pà foten (80), varvid det första rullorganet är anordnat roterbart runt en första av ett par av ortogonala axlar, en platta (78) som kontaktas av det första rullorganet (82, 84), andra rullorgan (74, 76) pà plat- tan, varvid det andra rullorganet är roterbart runt den andra av de ortogonala axlarna, varvid det andra rullorganet kontak- tar kolven (62).

8. Aggregat enligt krav 2, kânnetecknat av en akustisk transduktor (70) som är buren av kolven (62).