DE2925134A1 - Gehoerschutzvorrichtung - Google Patents

Description

• Gehörschutzvorrichtung
• Gegenstand der Erfindung ist eine vor dem menschlichen Ohr angeordnete Gehörs chutzvorri chtung, welche aus eineRDSchaligeber und einen Schallempfänger tragenden Abstandsmittel sowie einer elektrischen Schaltung besteht.
• Als Gehörschutzvorrichtungen werden vorzugsweise am Ohr und/oder Kopf dicht anliegende Schutzkappen verwendet, die mit schalldämmenden Material ausgekleidet sind. Da die Schalldämmung stark von der Frequenz des Störschalls abhängig ist und im tieffrequenten Bereich eine ausreichende Schalldämmung nur schwer zu erreichen ist, sind bereits Verfahren angegeben worden, die beschriebene sogenannte passive Dämmung durch aktive Maßnahmen zu ergänzen.
• In der DE-OS 24 01 523 ist eine Einrichtung offenbart, bei welcher der Störschall durch ein Mikrofon aufgenommen und elektronisch aufbereitet dem Ohr über einen Schallgeber als Kompensationssignal zugeführt wird. Auch in der DE-OS 20 06 354 und in der DE-OS 25 02 536 sind Wege aufgezeigt, wie der Stör- bzw. auch der Nutzschall über eine elektroakustische Obertragungsstrecke zu dem mehr oder weniger vollkommen durch eine Schutzkappe abgeschlossenen Ohr gelangen kann. Durch diese Maßnahmen soll auch das unangenehme Gefijhl der Abgeschlossenheit für den Träger gemindert werden. Eine Zuführung von Informationen über den in der Schutzkappe eingebauten Schallwandler ist ebenfalls möglich.
• Bei den bekannten Verfahren wird über eine durch Schallempfänger, OenrVerstärker und e*#Schallgeber gebildete Obertragungsstrecke ein Kompensationssignal dem Ohr zugeführt. Die Anatomie des Ohres, die Anordnung des Schallgebers sowie die Ausbildung und Abdichtung der Schutzkappe verändern jedoch den Frequenz- und Phasengang des Störschalls auf den Weg zum Ohr so nachhaltig, daß die Kompensationsbedingungen kaum zu erreichen sind und die aktive Schalldämmung mangelhaft wird. Eine Gehörschutzkappe wirkt als Helmholtzresonator mit Resonanzfrequenzen und Dämpfungen, welche von Träger zu Träger durch unterschiedliches Aufsetzen und dadurch bedingte nicht definierte Undichtigkeiten unbestimmt sind.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine aktive Gehörschutzvorrichtung zu schaffen, die die aufgezeigten Nachteile vermeidet und auch zur Verbesserung passiver Gehbrschutzsysteme beiträgt, indem ein nahezu konstanter, ierträglicher und von der Intensität des Störschalles unabhänglycr Schallziegel vor dem Ohr erzeugt wird. Erfindungsgemäß wird die Aufgebe mit einer ½&ehörschutzvorrichtung der oben beschriebenen Art dadurch gelost, daß der Schallgeber und der Schallempfänger akustisch eng miteinander gekoppelt durch das Abstandsmittel nahe dem Ohr angeordnet sind und mit der elektronischen Schaltung einen geschlossenen Wirkungskreis bilden.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sowie eine Schallschutzeinheit sind in den Unteransprüchen beschrieben.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiexs und einer Zeichnung beschrieben. Es zeigen Fig. 1 im Prinzip den Stand der Technik Fig. 2 eine Gehörschutzvorrichtung nach der Erfindung Fig. 3 eine systematische Darstellung des in der Gehörschutzvorrichtung ausgebildeten Regelkreises Fig. 4 eine Abwandlung der Gehörschutzvorrichtung In Fig. 1 ist im Prinzip die Arbeitsweise bisher bekannter aktiver Gehörschutzvorrichtungen dargestellt. Ein Abstandsmittel 1 trägt einen vor dem Ohr angeordneten Schallgeber 2, der letztes Glied einer im weiteren von dem Schallempfänger 3 und einer elektronischen Schaltung 4 gebildeten elektroakustischen Obertragungsstrecke ist. Das Abstandsmittel 1 kann eine dicht am Kopf des Trägers abschließende und mit geeigneten Dämpfungsmaterial ausgekleidete Schutzkappe sein. Der Störschall Z erreicht das Ohr über die mehr oder weniger dämmende Schallkappe 1 sowie über Undichtigkeiten am Kopf. Ferner wird der Störschall, wobei Nutzsignale nicht ausgeschlossen sind, über die elektoakustische Obertragungsstrecke 2, 3 und 4 dem Ohr als Kompensationssignal, also phasengedreht, zugeführt.
• Die erfindungsgemäße Anordnung der in der Fig. 1 gezeigten Elemente wird in Fig. 2 dargestellt. Hier befinden sich der Schallgeber 2 und der Schallempfänger 3 akustisch eng miteinander gekoppelt in der Nähe des Ohres durch ein Abstandsmittel 1 gehalten. Dieses kann in vorzugsweiser Ausgestaltung eine Schallschutzkapsel bekannter Bauart oder auch die Schale eines geschlossenen Kopfhörers mit einem abdichtenden Ohrpolster sein. Der Störschall Z erreicht in der bereits beschriebenen Weise das Ohr und die vor demselben angeordneten elektroakustischen Wandler. Aufgabe der Erfindung ist es, den Störschall um einen bestimmten Betrag zu dämpfen bzw. den Schalldruck in nächster Nähe des Ohrs klein und unabhängig vom Störpegel nahezu konstant zu halben.
• Durch die Kopplung von Schallgeber und Schallempfänger vor dem Ohr bildet sich über die elektronische Schaltung 4,die im einfachsten Fall ein Verstärker sein kann1 ein geschlossener Wirkungskreis aus.
• -Regelungstechnisch betrachtet und mit den Begriffen der Regelungstechnik beschrieben entspricht der Raum vor dem Ohr mit den elektroakustischen Wandlern der Regelstrecke S in Fig. 3. Auf diese Regelstrecke S wirkt der Störschall Z als Störgröße. Die Regelgröße kann alternativ entweder die in der Gehörschutzvorrichtung durch die Erfindung bewirkte Dämpfung sein oder der sich vor dem Ohr einstellende Schalldruck P. Durch eine geeignete Einstellung der elektronischen Schaltung 4 - hier als Regler R angegeben - kann die jeweilige Regelgröße stabilisiert werden. Durch diese Anordnung ist es unbeachtlich, mit welchen Phasendrehungen und Resonanzeffekten der Störschall in den Raum vor dem Ohr gelangt. Innerhalb des Regelbereichs der Vorrichtung erfolgt eine Stabilisierung auf den gewünschten Dämpfungswert oder Schallpegel.
• Um den Regler - also die elektronische Schaltung 4 - der Regelstrecke anpassen zu können, das heißt , die Eigenschaften der elektroakustischen Wandler und des Abstandsmittels zu berücksichtigen, können in vorteilhafter Weise einstellbare Hoch- und/oder Tiefpässe sowie ein Pegelsteller in der elektronischen Schaltung 4 eingeschaltet sein. Diese Ausführungsform entspricht in bekannter Weise einem elektronischen PID-Regler Zweckmäßig werden zwei Gehörschutzvorrichtungen nach der Erfindung zum Beispiel durch einen Kopfbügel miteinander verbunden, so daß sich eine Schallschutzeinheit in der Art eines Kopfhörers ergibt. Die einzelnen Gehörschutzvorrichtungen können jedoch in die Seiten eines Schutzhelms eingebaut werden.
• Da eine Abdichtung am Ohr oder am Kopf des Trägers durch das Abstandsmittel nicht notwendig ist, ist die Erfindung nicht auf schalldichte Gehörschutzkappen als Abstandsmittel beschränkt. Vielmehr kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung als Halter für die elektroakustischen Wandler und als Abstandmittel auch ein schalldurchlässiges offenes Element, beispielsweise eine Schaumstoffscheibe in der Größenordnung des Ohres verwendet werden. Die elektroakustischen Wandler 2 und 3 sind, wie in Fig. 4 gezeigt, in das Schaumstoffmaterial eingebettet, das von einer Haube 5 gehalten wird, in der sich die elektronische Schaltung 4 befindet. Ein Kopfbügel 6 verbindet in bekannter Weise zwei solchermaßen gebildete Systeme zu einer Schallschutzeinheit. Die Betriebsspannungsversorgung für die elektronische Schaltung kann in bekannter Weise und wie hier nicht gezeigt zu werden braucht, durch beispielsweise in der Haube der Schaltung zugeordnete kleine Batterien erfolgen.
• Durch die Erfindung wird es ermöglicht, leichte, von schweren Dämmaterialien befreite Gehörschutzvorrichtungen zu bauen, die über einen weiten Frequenzbereich hinweg eine Verminderung des Störschalls bewirken und dem Träger den starken Andruck auf den Kopf sowie den akustischen Druck auf das Gehör ersparen, den sogenannte geschlossene Systeme erzeugen. Aber auch passive Systeme werden durch den Einsatz der Erfindung verbessert, indem im tieffrequenten Bereich eine stärkere Verminderung des Störschalls ohne größeren Aufwand erzielt wird, da sehr oft zusätzlich zur Dämmung bereits elektroakustische Obertragungsstrecken zur Vermittlung von Nachrichten vorgesehen sind. Die Einspeisung von zusätzlichen Informationen ist natürlich auch bei einer Gehörschutzvorrichtung nach der Erfindung nicht ausgeschlossen; die elektronische Schaltung 4 erhält hierzu in bekannter Weise einen zusätzlichen Signaleingang, der in Fig. 4 mit der Bezugszahl 7 bezeichnet ist.
• Dieser Signaleingang kann vorzugsweise mit Empfangselementen - Detektoren -für die drahlose Obertragung von Nachrichten beschaltet werden: So kann z.B.
• ein Induktionsempfänger für die induktive Einspeisung von Nachrichten vorgesehen werden. Auch Infrarotdetektoren oder Ultraschallmikrofone können, abgestimmt auf den jeweiligen Nachrichtenträger, neben Empfängern für die HF-Obertragung Einsatz finden. Es kann zweckmäßig sein, mehrere Detektoren wahlweise einschaltbar vorzusehen, damit der Träger der Gehörschutzvorrichtung von einem zum Beispiel induktiv versorgtem Gebiet auf ein Gebiet mit zum Beispiel Infrarot-Versorgung überwechseln kann.

Claims (9)

1. Patentansprüche Vor dem menschlichen Ohr angeordnete Gehörschutzvorrichtung, welche aus einem einen Schallgeber und einen Schallempfänger tragenden Abstandsmittel sowie einer elektronischen Schaltung besteht, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Schallgeber und der Schallempfä'nger#schmiteinander gekoppelt durch das Abstandsmittel nahe dem Ohr angeordnet sind und mit der elektronischen Schaltung einen geschlossenen Wirkungskreis bilden.
2. 2. Gehörschutzvorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß über den durch Schallempfänger, elektronische Schaltung und Schallgeber gebildeten geschlossenen Wirkungskreis die Dämpfung der Gehörschutzvorrichtung als Regelgröße stabilisiert wird.
3. 3. Gehörschutzvorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß über den durch Schallempfänger, elektronische Schaltung und Schallgeber gebildeten geschlossenen Wirkungskreis ein gehörverträglicher Schallpegel als Regelgröße stabilisiert wird.
4. 4. Gehörschutzvorrichtung nach Anspruch~ 1 d a d u r c h g e k e n n z e i c h -net, daß das Abstandsmittel durch eine das Ohr umschließende und nahezu dicht am Kopf anliegende Kappe in der Art bekannter Gehörschutzkappen gebildet wird, in deren inneren Raum der Schallempfänger und der Schallgeber angeordnet sind.
5. 5. Gehörschutzvorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c hnet, daß das Abstandsmittel aus schalldurchlassigem elastischen Material, beispielsweise Schaumstoff, besteht, in welchem der Schallgeber und der Schallempfänger eingearbeitet sind.
6. 6. Gehörschutzvorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die als Regler wirksame elektronische Schaltung ein einstellbares PID-Verhalten aufweist.
7. 7. Schallschutzeinheit, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß zwei Gehörschutzvorrichtungen nach den Ansprüchen 2 oder 3 über einen Kopfbügel in der Art eines Kopfhörers mechanisch miteinander verbunden sind.
8. 8. Schallschutzeinheit in der Form eines Helms, d a d u r c h g e k e n n -zeichnet, daß zwei Gehörschutzvorrichtungen nach Anspruch Sin die ohrseitigen Helmwangen integriert sind.
9. 9. Gehörschutzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z ei c h n e t, daß in der elektronischen Schaltung (4) ein Signaleingang (7) vorgesehen ist, der mit mindestens einem Detektor zum Empfang drahtlos übertragen er Nachrichten beschaltet ist.