DE60031275T2 - Verfahren zum herstellen einer kappe und damit erzeugte kappe - Google Patents
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Description
- TECHNISCHES GEBIET
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Haube für einen Gehörschutz, wobei die Haube durch Spritzgießen von Kunststoffmaterial hergestellt wird.
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich ebenso auf eine Haube für einen Gehörschutz, in welchem die Haube aus Kunststoff durch Spritzgießen hergestellt wird.
- TECHNOLOGISCHER HINTERGRUND
- Eine Vielfalt von verschiedenen akustischen Hauben sind aus dem Stand der Technik zuvor zur Verwendung in Gehörschützern bekannt. Solche Hauben können einfach sein und aus einer becherförmigen Schale bestehen, die aus Kunststoff spritzgegossen ist, welche an einem Ende eines Bogens gesichert ist, der über dem Kopf des Trägers platziert wird, und welcher eine ähnliche Haube an seinem gegenüberliegenden Ende hat. Diese Hauben sind so bemessen, dass sie die Ohren des Trägers umschließen. Eine Haube, welche ausschließlich aus einer Schale besteht, ist trotz einer sehr komplizierten Konfiguration bereitwillig Vibrationen und Schwingungen durch die Gesamtheit der Haube oder nur lokal in ihr ausgesetzt, was impliziert, dass die Schallunterdrückung oder die Schallisolation, welche die Haube erreicht, unvorhersagbar und ungleichmäßig bei verschiedenen Frequenzbereichen sein wird.
- Um die oben erwähnten Probleme zu vermeiden, wurden verschiedene Einlagen aus unterschiedlichen schallabsorbierenden Materialien im Inneren der Haube platziert. Solche Lösungen leiden unter ähnlichen Nachteilen.
-
EP 484306 - Eine derartige Konstruktion funktioniert beträchtlich besser als die oben beschriebene Konstruktion, die lediglich aus einer Schale besteht, welche im Inneren mit einer Schallisolation ausgestattet ist. Jedoch ist die Konstruktion nicht optimal, was zum einen die rationale Produktion und zum anderen die Schallunterdrückung/Schallisolation betrifft.
- WO 94/24185 offenbart einen Gehörschutz mit einem aufgeschäumten Dichtungsring. Das aufgeschäumte Material weist eine statische Formsteifigkeit auf welche verschieden ist von seiner dynamischen Formsteifigkeit. Das aufgeschäumte Material kann beschichtet sein, aber seine schalldämpfenden Eigenschaften werden durch die Beschichtung nicht beeinträchtigt. Der Gehörschutz wird unter Verwendung herkömmlicher Verfahren zusammengebaut, wie beispielsweise mit Klebstoffen und durch Ultraschallschweißen.
- Andere Beispiele von Gehörschützern werden in
US 3875592 ,US 4471496 undUS 5023955 gezeigt. Ähnliche Konstruktionen sind ebenso aus den US PS 2684057,DE 3441120 ,DE 3441122 , und anderen bekannt. - Damit eine Haube so positiv wie möglich in einem Gehörschutz ist, sollte das Material in der Haube „so tot wie möglich" sein, so dass es eine sehr geringe Fähigkeit hat zu schwingenden Bewegungen angeregt zu werden, sowohl als Gesamtheit als auch lokal.
- PROBLEMSTRUKTUR
- Die vorliegende Erfindung hat es als ihre Aufgabe, das eingangs vertraut gemachte Verfahren zu formen, so dass es möglich ist gemäß diesem Verfahren eine Haube herzustellen, welche die Nachteile vermeidet, welche dem Stand der Technik innewohnen, und speziell die Fähigkeit der Haube zur Schallunterdrückung zu verbessern. Die vorliegende Erfindung hat es ferner als ihre Aufgabe, das Verfahren derartig auszubilden, dass es eine extrem rationale Produktion von Hauben ermöglicht, wobei ihnen zur gleichen Zeit ein extrem ästhetisch attraktives Erscheinungsbild verliehen werden kann. Die vorliegende Erfindung hat es ebenso als ihre Aufgabe die durch die Einleitung vertraut gemachte Haube so zu entwerfen, dass sie die Nachteile der Entwürfe und Konstruktionen, welche dem Stand der Technik innewohnen vermeidet und speziell die Fähigkeit der Haube zur Schallunterdrückung verbessert. Schließlich hat es die Erfindung ebenso als ihre Aufgabe, die Haube derartig zu entwerfen, dass sie ökonomisch und rationell in großen Serien hergestellt werden kann und dass ihr ein ästhetisch attraktives Äußeres verliehen werden kann.
- LÖSUNG
- Die Aufgaben, welche die Basis der vorliegenden Erfindung bilden, werden in Bezug auf das Verfahren gelöst werden, falls dieses dadurch gekennzeichnet ist, dass die Haube aus wenigstens zwei verschiedenen Kunststoffmaterialien spritzgegossen wird, welche während des Spritzgießzyklus vereinigt werden und dazu gebracht werden an einer Grenzfläche
12 in einem einzigen zusammenhängenden Stück zu aneinander haften, mit unterschiedlichen Eigenschaften in wenigstens einer Hinsicht, um die Schallunterdrückungsfähigkeit der Haube durch Schallwelleninterferenz an der Grenzfläche zwischen den Materialien zu verbessern. Was die Haube anbelangt, werden die Aufgaben der vorliegenden Erfindung erreicht, falls die Haube dadurch gekennzeichnet ist, dass sie wenigstens zwei miteinander zusammenhängende Teile oder Lagen von unterschiedlichen Kunststoffmaterialien enthält, die zusammengefügt werden, und die aneinander an einer Grenzfläche12 anhaften in einem einzigen zusammenhängenden Stück, und welche verschiedene Eigenschaften haben in wenigstens einer Hinsicht, um die Schallunterdrückungsfähigkeit der Haube durch Schallwelleninterferenz an der Grenzfläche zwischen den Materialien zu verbessern. - Durch Spritzgießen einer Haube wo verschiedene Teile in der Haube enthalten sind, und wo das spritzgegossene Kunststoffmaterial oder die Materialien verschiedene Eigenschaften in wenigstens einer Hinsicht haben, wird eine Haube realisiert werden, welche beträchtlich weniger unter dem Risiko leidet, dass sie Resonanz Schwingungen ausgesetzt ist, sowohl lokal als auch für die Haube als Funkti onseinheit. Die Haube wird eine verbesserte Fähigkeit zur Schallunterdrückung haben.
- Ferner wird die Möglichkeit einer extrem rationellen Herstellung geleistet.
- KURZE BESCHREIBUNG DER BEIGEFÜGTEN ZEICHNUNGEN
- Die vorliegende Erfindung wird nun in genaueren Einzelheiten nachfolgend mit speziellem Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden. In den beigefügten Zeichnungen:
- Ist
1 eine perspektivische Ansicht eines Teils eines Gehörschutzes, welcher eine Haube gemäß der vorliegenden Erfindung einsetzt; - ist
2 eine Schnittansicht durch eine erste Ausführungsform einer Haube gemäß der vorliegenden Erfindung; und - ist
3 eine Teilschnittansicht in größerem Maßstab einer zweiten Ausführungsform einer Haube gemäß der vorliegenden Erfindung. - BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
- Das grundlegende Konzept hinter der vorliegenden Erfindung ist jenes, dass in ein- und derselben Gehörschutzhaube wenigstens zwei Teile enthalten sein sollten, wobei sich das Material in jedem Teil auf die eine oder andere Weise, was die Schwingung anbelangt, von dem Material im anderen Teil sich unterscheiden sollte, oder von den verbleibenden Teilen. Unterschiede, welche hier typisch für die Betrachtung sind, sind Unterschiede in der Dichte, Unterschiede in der Härte, Unterschiede im Elastizitätsmodul, Unterschiede in der Struktur, zum Beispiel Unterschiede zwischen homogenen und porösen Kunststoffmaterialien, Unterschiede zwischen Kunststoffmaterialien mit offener oder geschlossener Schaumstoffstruktur, Unterschiede zwischen Kunststoffmaterialien mit oder ohne verschiedene Arten von Füllungen, etc. Als Beispiele von verwendbaren Kunststoffen könnte die Erwähnung von ABS Polypropylen -Kunststoff, Polyethylen- und Polykarbonat -Kunststoff TPE, etc. stattfinden.
- Das Konzept, welches hinter der vorliegenden Erfindung liegt, setzt sich als seinen Ausgangspunkt die Tatsache, dass eine Schallwelle, das heißt eine mechanische Schwingungsbewegung, welche sich in einem Körper fortpflanzt, wenigstens teilweise reflektiert und gebrochen werden wird, wenn sie auf einer Grenzfläche zwischen Materialien von unterschiedlichen Eigenschaften auftrift. Die reflektierten und gebrochenen Teile der Schallwelle werden miteinander interferieren und mit der Ausgangsschallwelle, was zu einer Streuung und Dämpfung der Schallwelle führt. Dieses Phänomen kommt umso mehr zum Ausdruck, je höher die Frequenz der Schallwelle wird.
- Falls man einen Körper betrachtet, das heißt eine Haube, die in einem Gehörschutz enthalten ist, werden ihre Schwingungseigenschaften durch die Materialeigenschaften, die Konfiguration und die Abmessungen bestimmt. Verschiedene Materialien schwingen bei verschiedenen Frequenzen, falls die verbleibenden Eigenschaften gleich bleiben. Falls zwei Körper, welche mit verschiedenen Frequenzen oszillieren (zum Beispiel abhängig von den Materialeigenschaften in den Körpern), mechanisch verbunden werden, werden die verschiedenen Schwingungen einander behindern, wodurch die Resonanzen behindert oder verringert werden.
- In
1 bezieht sich Bezugszeichen1 auf eine Haube, welche in einem Gehörschutz enthalten ist, wobei die Haube schwenkbar in einem Steigbügel gesichert ist, der dazu bestimmt ist, sich über den Kopf des Trägers des Gehörschutzes zu erstrecken. Auf der anderen Seite der Haube1 , welche in die Richtung zum Kopf des Trägers zeigt, ist ein Stützring3 bereitgestellt, der aus weichem, nachgiebigem und dehnbarem Material hergestellt ist, so dass er sich selbst entsprechend der Form des Kopfes der Person ausformen kann, welche den Gehörschutz trägt und dadurch eine Dichtung zwischen dem Inneren der Haube um das Ohr des Trägers herum und der äußeren Umgebung realisieren wird. - Wenn nachfolgend das Wort „Haube" verwendet wird und in den beigefügten Ansprüchen, bezieht es sich ausschließlich auf die Haube selbst ohne loses eingefügtes Dämpfungsmaterial oder andere Ausrüstungen und ebenso ohne den oben erwähnten Stützring.
- In der Ausführungsform gemäß
2 wird die Haube1 durch Spritzgießen in Übereinstimmung mit dem Sandwichverfahren hergestellt. Die Haube1 weist eine Umfangskante4 auf, welche in die Richtung zum Kopf des Trägers zeigt und entlang welcher der oben erwähnte Stützring3 gesichert ist. - An ihrer Außenseite weist die Haube
1 einen Einguss5 auf, über welchen geschmolzenes Kunststoffmaterial unter Hochdruck in die Gießform injiziert wird, in welcher die Haube1 hergestellt wird. Gemäß dem Sandwichverfahren wird zunächst ein erstes Kunststoffmaterial, welches das äußere Gehäuse6 der Haube und ihr inneres Gehäuse7 bilden soll injiziert. Wenn die Injektion dieses erstes Kunststoffmaterials abgeschlossen ist, wird die Injektion mit einem zweiten Kunststoffmaterial fortgesetzt, welches ins Innere des Materials injiziert wird, das das äußere Gehäuse bildete und das innere Gehäuse. Die ersten und zweiten Kunststoffmaterialien haben verschiedene Materialeigenschaften in wenigstens einer Hinsicht, wie beispielsweise der Dichte, der Härte, etc. Das zweite Kunststoffmaterial bildet eine Zwischenschicht8 zwischen dem äußeren Gehäuse6 und dem inneren Gehäuse7 . Es sollte beobachtet werden, dass das äußere Gehäuse6 und das innere Gehäuse7 eine Verbindungsbrücke9 entlang der Umfangskante4 der Haube1 haben. Als Folge wird das Material in der Zwischenschicht8 prinzipiell vollständig zwischen dem äußeren Gehäuse und dem inneren Gehäuse eingeschlossen sein, möglicherweise entfernt vom Bereich des Eingusses5 . - Beim Spritzgießen gemäß dem Sandwichverfahren wird das Kunststoffmaterial für das äußere Gehäuse und das innere Gehäuse der Gießform über eine erste Zuführspindel zugeführt, welche in der Spritzgießmaschine enthalten ist. Eine zweite Zuführspindel wird zum Injizieren des zweiten Materials für die Zwischenschicht
8 eingesetzt, wobei in diesem Fall das Werkzeug entweder zwei separate Einlässe haben kann, einen für jede Spindel, oder das Werkzeug ebenso von einer Position zur Injektion über der ersten Spindel zu einer Position zur Injektion über der zweiten Spindel umgeschaltet werden kann. - In der Ausführungsform gemäß
1 hat die Haube1 einen äußeren umfänglichen Teil10 , der sich entlang des Umfangs der Haube entfernt von ihrem oberen Bereich erstreckt. Der Boden der Haube, das heißt im Wesentlichen ihr mittlerer Bereich und ihr oberer Bereich werden aus einem Mittelteil11 gebildet, der diskret vom äußeren Teil10 ist, über eine Trennlinie12 , welche in der Praxis lediglich sichtbar ist, weil das Material im äußeren Teil10 und im Mittelteil11 im Prin zip ein einziges zusammenhängendes Stück bildet, wo die unterschiedlichen Teile Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften haben. - In einer Abwandlung der Ausführungsform gemäß
1 hat der äußere Teil10 eine durchgehende Materialdicke, so dass die Haube1 intern und extern das gleiche Material innerhalb des Bereiches hat, der durch den äußeren Teil10 vorgegeben wird. Das entsprechende Merkmal bezieht sich selbstverständlich auch auf den mittleren Teil11 . - In einer weiteren Abwandlung der Ausführungsform gemäß
1 liegt das Material im äußeren Teil10 doppelt vor, mit einer äußeren Schicht, welche eine freie Oberfläche auf der Außenseite der Haube aufweist und einer inneren Schicht, deren Material sich vom Material in der äußeren Schicht unterscheidet. Das Entsprechende gilt auch für den Mittelteil11 , aber die Materialien in den äußeren und inneren Schichten wurden jedoch umgekehrt, so dass das Material in der äußeren Schicht des äußeren Teils an der Innenseite des Mittelteils11 liegt, während das Material in der äußeren Schicht innerhalb des Mittelteils11 an der Innenseite der äußeren Schicht im äußeren Teil11 liegt. Im Bereich der Trennlinie12 haben die Schichten zueinander entsprechende Öffnungen und Brücken, welche klarer mit Bezug auf3 veranschaulicht werden. -
3 zeigt eine Duplex Lagenkonstruktion, in der die Trennung zwischen den Schichten beliebige optional gebildete Trennlinien aufweisen kann, welche beträchtlich mehr verschiedene Bereiche bilden können, als dies für1 gilt, wo lediglich zwei verschiedene Bereiche gezeigt werden. - In der Ausführungsform gemäß
3 hat die Schale1 in ihrem oberen Bereich in der Figur eine weiche innere Lage13 und eine harte äußere Lage14 . Die zwei Schichten13 und14 werden miteinander an einer Vereinigungsgrenzfläche verbunden, in der die Materialien dazu gebracht wurden, kraftvoll aneinander anzuhaften, möglicherweise durch Fusion während des eigentlichen Spritzgießens. Im unteren Bereich der Ausführungsform gemäß3 befindet sich das weiche Material ganz außen und bildet ein äußeres Band13' entlang der Umfangskante4 der Haube1 . An der Innenseite dieses äußeren Bandes13' ist das harte Material angeordnet und bildet dort ein inneres Band14' . Der Übergangsbereich zwischen dem Kantenbereich16 der Haube1 und ihrem Kuppelbereich17 enthält alternierend angeordnete Brücken18 und komplementäre Öffnungen19 , welche die Brücken19 aufnehmen. - Wie es aus
1 ersichtlich wird, erstreckt sich ein Stützring3 entlang der Umfangskante4 der Haube1 . Dieser weist einen Trägerring20 mit Aufnahmen21 für einen Umfangring auf, die in eine Rille22 an der Innenseite des inneren harten Bandes14' einschnappen. Zur zufriedenstellenden Funktion des Gehörschutzes ist es von vitaler Wichtigkeit, dass eine gute Dichtung erhalten wird, auf der einen Seite zwischen dem Inneren der Haube1 und dem Stützring3 und auf der anderen Seite zwischen dem Stützring3 und dem Kopf des Trägers des Gehörschutzes. In der in3 veranschaulichten Ausführungsform wurde dem äußeren weichen Band13' die Form einer Dichtung23 verliehen, welche elastisch komprimiert gegen die obere Seite des Trägerrings20 anstößt. - Die Trennung zwischen den Teilen
10 und11 der Haube1 , die in1 gezeigt wird, wurde lediglich zum Zweck der Veranschaulichung durchgeführt. Ästhetische Betrachtungen können bei diesem Entwurf durchgeführt werden, ohne in begrüßenswerter Weise die akustischen Eigenschaften der Haube zu beeinträchtigen. Andererseits kann es möglicherweise erwartet werden, dass eine Trennung in mehr als zwei verschiedene zusammenhängende Teile einen begünstigten Effekt auf die akustischen Eigenschaften der Haube haben kann.
Claims (15)
- Ein Verfahren zur Herstellung einer Haube (
1 ) für einen Gehörschutz, wobei die Haube (1 ) durch Spritzgießen von Kunststoffmaterial hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Haube (1 ) aus wenigstens zwei verschiedenen Kunststoffmaterialien spritzgegossen wird, die während des Spritzgießzyklus vereinigt werden und die dazu gebracht werden, aneinander an einer Grenzfläche (12 ) in einem einzigen zusammen hängenden Stück zu haften, mit unterschiedlichen Eigenschaften in wenigstens einer Hinsicht, um die Geräuschunterdrückungsmöglichkeit der Haube (1 ), durch Schallwelleninterferenz an der Grenzfläche (12 ) zwischen den Materialien zu verbessern. - Das Verfahren wie beansprucht in Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Kunststoffmaterialien sowohl in homogener als auch in poröser oder aufgeschäumter Form eingesetzt werden.
- Das Verfahren wie beansprucht in Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei verschiedene Kunststoffmaterialien eingesetzt werden.
- Das Verfahren wie beansprucht in Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Kunststoffmaterialien von verschiedener Dichte eingesetzt werden.
- Das Verfahren wie beansprucht in Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass Kunststoffmaterialien von verschiedener Härte eingesetzt werden.
- Das Verfahren wie beansprucht in irgendeinem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Kunststoffmaterialien mit unterschiedlichem Elastizitätsmodul eingesetzt werden.
- Eine Haube für einen Gehörschutz, wobei die Haube (
1 ) aus Kunststoff durch Spritzgießen hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens zwei zusammenhängende Teile oder Schichten (6 ,7 ,8 ;10 ,11 ;13 ,14 ) aus verschiedenen Kunststoffmaterialien enthält, die während des Spritzgießzyklus vereinigt werden, und aneinander an einer Grenzfläche (12 ) in einem einzigen zusammenhängenden Stück anhaften und verschiedene Eigenschaften haben in wenigstens einer Hinsicht, um die Geräuschunterdrückungsfähigkeit der Haube (1 ), durch Schallwelleninterferenz an der Grenzfläche (12 ) zwischen den Materialien zu verbessern. - Die Haube (
1 ) wie beansprucht in Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile eine äußere und eine innere Schicht (6 ,7 ) jeweils aus Kunststoffmaterial mit einer ersten Gruppe von Eigenschaften enthalten und eine Zwischenschicht (8 ), die dazwischen angeordnet ist und die aus Kunststoffmaterial mit einer zweiten Gruppe von Eigenschaften besteht. - Die Haube (
1 ) wie beansprucht in Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren und inneren Schichten (6 ,7 ) jeweils relativ hart sind, während die Zwischenschicht (8 ) weicher ist oder eine Schaumstoffstruktur aufweist. - Die Haube (
1 ) wie beansprucht in Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (8 ) relativ hart ist, während die äußeren und inneren Schichten (6 ,7 ) jeweils weicher sind oder eine Schaumstoffstruktur haben. - Die Haube (
1 ) wie beansprucht in Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile zwei Materialschichten (13 ,14 ) enthalten, von denen wenigstens eine Oberflächen aufweist, welche sowohl nach der Außenseite der Haube (1 ) als auch in Richtung ihrer Innenseite frei sind. - Die Haube (
1 ) wie beansprucht in Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile zwei Materialschichten (13 ,14 ) enthalten, welche beide Oberflächen haben, die frei nach der Außenseite der Haube (1 ) sind und Oberflächen, welche frei sind in Richtung der Innenseite der Haube (1 ). - Die Haube (
1 ) wie beansprucht in irgendeinem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der zwei Teile aus einem verschiedenen Kunststoffmaterial besteht als der andere/die anderen. - Die Haube (
1 ) wie beansprucht in irgendeinem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil (13' ) entlang der Umfangskante (4 ) der Haube (1 ) angeordnet ist, hergestellt wird aus weichem und elastischem Material und dazu entworfen ist, gegen einen Stoßring (3 ) abzudichten, welcher entlang der Umfangskante (4 ) der Haube (1 ) angeordnet ist und entworfen ist, am Kopf des Trägers des Gehörschutzes anzugrenzen, in welchem die Haube (1 ) enthalten ist. - Ein Gehörschutz, der eine Haube gemäß irgendeinem der Ansprüche 7 bis 14 enthält.
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