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Die
vorliegende Erfindung betrifft Sauerstoffinhalationsmasken, denen
eine Schallaufnahmevorrichtung zugeordnet ist und die insbesondere
von Piloten von Militärflugzeugen
verwendet werden.
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Solche
Masken sind bekannt, und eine von ihnen wird im Folgenden beschrieben.
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Die
bekannten Masken sind in akustischer Hinsicht nicht zufrieden stellend,
wenn die Verwendungsbedingungen schlecht sind oder wenn spezielle
Funktionen, wie zum Beispiel Spracherkennung, durchzuführen sind.
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Aus
der Schrift
EP 0 686
408 A ist eine Sauerstoffinhalationsmaske mit einer Schallaufnahmevorrichtung
gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 bekannt, und aus der Schrift WO 97 37724A ist eine Sauerstoffinhalationsmaske
mit einem außerhalb
der Maske angeordneten Mikrofon, das über einen Schlauch mit einem
im Inneren der Maske angeordneten Horn verbundenen ist, bekannt.
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Das
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Perfektionierung
der bestehenden Masken, um ihre akustischen Eigenschaften zu verbessern.
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Dies
wird insbesondere durch Modifikation der Schallaufnahme im Inneren
der Maske erreicht.
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Gemäß der Erfindung
wird eine Sauerstoffinhalationsmaske mit Schallaufnahmevorrichtung
bereitgestellt, die eine mit einem Atemanschluss versehene flexible
Haube und eine über
dem Anschluss angeordnete Mikrofonkapsel aufweist, dadurch gekennzeichnet,
dass sie ein Horn aufweist, dass dieses Horn vor der Kapsel so angebracht
ist, dass seine Öffnung
zu der Stelle weist, an der in der Maske der Mund des Piloten positioniert
werden soll, und dass unter Berücksichtigung
dieser Position des Munds die Achse des Horns im Wesentlichen den Mundwinkel
durchquert und seine Öffnung
im Wesentlichen parallel zur Lippenebene, das heißt zu der tangential
zu den beiden Lippen verlaufenden Ebene, kurz vor dem Mund verläuft.
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Mit
Hilfe der nachfolgenden Beschreibung und der sich darauf beziehenden
Figuren wird die vorliegende Erfindung besser verständlich und
gehen weitere Merkmale hervor; es zeigen:
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1 eine
Maske nach dem Stand der Technik,
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2 eine
erste erfindungsgemäße Maske,
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3 eine
zweite erfindungsgemäße Maske,
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4a, 4b, 5a, 5b, 5c, 5d und 6a, 6b Ansichten
von für
die Maske nach 3 geeigneten Elementen,
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7 und 8 zwei
Schemata die einerseits die Maske nach 1 bzw. andererseits
die Maske nach den 2, 3 betreffen.
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In
den verschiedenen Figuren werden die entsprechenden Elemente mit
den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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1 zeigt
in Seitenansicht das Gesicht eines Piloten und in Vertikalschnittansicht
auf dieses Gesicht gedrückt
die aus Naturkautschuk bestehende flexible Haube 1 einer
Sauerstoffinhalationsmaske. In der Darstellung nach 1,
wie weiterhin in denen nach den 2 und 3,
ist nur die Haube im Schnitt dargestellt. Des Weiteren ist die starre
Muschel, die die Haube 1 auf der dem Gesicht gegenüberliegenden
Seite bedeckt, in 1 und in den 2 und 3 nicht
dargestellt worden, um die Zeichnung zu vereinfachen und weil sie
nichts zum Verständnis
der Erfindung beiträgt.
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Bezüglich einer
die Mundwinkel des Piloten durchquerenden Horizontalebene ist die
Haube mit einem Loch A mit einem Durchmesser von 34 mm versehen,
das sich unter dieser Ebene befindet und eine Aufnahme 10 für eine sich über dieser
Ebene befindende Mikrofonkapsel aufweist.
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Das
Loch A bildet einen Ausatemanschluss der Haube und gestattet das
Anbringen eines nicht dargestellten Ausatmungsventils. Der Atemanschluss
der Maske ist auf der linken Seite der Haube angeordnet.
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Die
Aufnahme 10 bildet eine Art Hohlraum, dessen Wände auf
der Außenwand
bzw. der Innenwand der Haube einen ersten und einen zweiten Vorsprung
bilden. Der erste Vorsprung ist geschlossen, während der zweite mit einem
zylindrischen Loch versehen ist. Eine von der Firma SILEC unter
der Bezeichnung S4045 vertriebene Mikrofonkapsel 2 ist
im zweiten Vorsprung eingebettet, wo sie in Anlage an den zylindrischen
Rändern
des Lochs gehalten wird.
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Ein
senkrecht zur Außenwand
der Haube verlaufender Nocken 11 bildet ein Mittel zum
Halten der Haube in der Muschel; der Nocken bildet eine Art Pilz,
und die Haube wird mit dem ein Loch der Muschel durchquerenden Stiel
des „Pilzes" und dem gegen die
Außenfläche der
Muschel gedrückten
Kopf des „Pilzes" gegen die Innenfläche der
Muschel gedrückt.
Dieser Nocken ist wie auch die Wände
der Aufnahme 10 aus dem gleichen Material wie der Rest der
Haube hergestellt.
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Die
Montage gemäß 1 weist
mehrere Fehler auf, insbesondere: zu große Empfindlichkeit gegenüber Störgeräuschen,
reduzierte Bandbreite und nicht flach über 4 kHz, Neigung zur akustischen Sättigung,
wenn der Pilot laut spricht...
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Bei
einer ersten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Maske
ist eine Verbesserung der akustischen Funktion bei Bewahrung der
ursprünglichen
Haube vorgeschlagen worden. Dazu sind insbesondere natürlich leistungs stärkere Mikrofonkapseln
angestrebt worden, aber insbesondere ist die Position der Kapsel
in der Haube überdacht
worden, es sind Mittel zur Konzentration der nutzbaren Schallemissionen
auf die Kapsel eingesetzt und andere Mittel vorgesehen worden, die
die Phänomene,
die die Sättigung
der Kapsel mit sich bringen können, und
die mit dem Helm verbundenen Geräusche,
wie zum Beispiel die Öffnungs-
und Schließgeräusche der
Sauerstoff- und Ausatemklappen und -ventile, begrenzen sollen.
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2 unterscheidet
sich nur hinsichtlich des Mikrofonteils von 1. Die Haube 1 bleibt
nämlich unverändert, aber
die Mikrofonkapsel befindet sich nicht mehr in der Aufnahme 10 eingebettet;
an ihrer Stelle tritt ein Anpassstück S teilweise in die Aufnahme
ein, wo es eingeklemmt ist; der sich außerhalb der Aufnahme befindende
Teil S weist einen Arm auf, an dessen Ende eine Mikrofonanordnung
E mit einem Horn C angebracht ist, und hinten am Horn ist eine Schallkammer
G angebracht, deren Seitenwand mit Löchern versehen ist. Im Inneren
der Kammer ist eine Mikrofonkapsel 2 angeordnet, die von
der Firma PANASONIC unter der Bezeichnung WM53 vertrieben wird;
die Löcher,
mit denen die Kammer versehen ist, gewährleisten einen besseren Betrieb
der Kapsel, indem eine Hochpassfilterung mit einer Grenzfrequenz
in einem Bereich von 100 Hz durchgeführt wird.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass die Achse des Horns, die in 2 durch
eine Achslinie dargestellt ist, im Wesentlichen den Mundwinkel des
Piloten durchquert und sich die Öffnung
des Horns in einer im Wesentlichen parallel zur Lippenebene, das heißt zu der
tangential zu den beiden Lippen verlaufenden Ebene, kurz vor dem
Mund befindet; die Lippenebene verläuft senkrecht zu Ebene von 2, das
heißt
ihr Verlauf in der Ebene von 2 wird durch
die Achslinie bezeichnet.
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Um
das Eintreten von Störgeräuschen in
die Kapsel zu begrenzen, die durch das Öffnen des im Anschluss A angeordneten
Ausatemventils hervorgerufen werden, wenn der Verwender spricht,
ist eine durch eine Aluminiumplatte gebildete Ablenkvorrichtung
D zwischen der Stelle der Kapsel 2 und dem Anschluss A
angeordnet; diese Platte ist an ihrer sich etwas über dem
Anschluss A befindenden Oberkante mit der Haube 1 verschraubt.
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In 3 wird
eine zweite Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Maske
dargestellt. Hier handelt es sich nicht mehr um eine Maske nach
dem Stand der Technik, die gemäß der Erfindung
angepasst ist, sondern um eine speziell für die Durchführung der
Erfindung konzipierte Maske.
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Die
flexible Haube 1 ist neu entworfen worden:
- – das
Volumen der Aufnahme 10 ist verringert worden, und sie
bildet an der Außenwand
der Haube keinen Vorsprung mehr; diese Volumenverringerung der Aufnahme 10 gestattet
die Vergrößerung des
am Boden der Maske zur Verfügung
stehenden Platzes, wodurch eine optimale Anordnung der Mikrofonanordnung
in der Achse des Munds gestattet und die Bereitstellung von entfernbaren,
in verschiedenen Größen, das
heißt in
verschiedenen Hornhöhen,
ausgeführten,
Hörnern
ermöglicht
wird, um die Öffnung
des Hornes unter Berücksichtigung
der Morphologie der unteren Gesichtshälfte des Maskenträgers zu
positionieren. In dem beschriebenen Beispiel ist das Horn in vier
verschiedenen Höhen
zwischen 10 und 18 mm bereitgestellt worden; das angestrebte Ziel
besteht darin, den Abstand zwischen Lippen und Horn so klein zu
halten, wie durch den „nicht störenden" Zustand gestattet
wird, was erfordert, dass die Lippen niemals mit dem Horn in Kontakt sind;
in 3 ist diese Möglichkeit
der Wahl zwischen mehreren Hornhöhen
durch ein erstes Horn in Volllinie, das an die Position der Lippen des
Benutzers angepasst ist, und ein zweites, vom ersten zurückgesetztes
Horn, dessen Vorderseite gestrichelt dargestellt wird, gezeigt worden.
- – es
sind sechs zusätzliche
Nocken, von denen zwei 11' und 11'' in 3 zu sehen
sind, hinzugefügt
worden; diese sechs Nocken sind genauso wie der Nocken 11 ausgebildet
und beschaffen und erstrecken sich genau wie er senkrecht zur Außenfläche der
Haube. Die Nocken 11 und 11' befinden sich auf beiden Seiten
des Anschlusses A; zwei der vier anderen Nocken befinden sich auf der
linken Seite der Haube auf beiden Seiten des Atemanschlusses, während sich
die beiden letzten Nocken auf der rechten Seite der Haube symmetrisch
zu den beiden Nocken der linken Seite befinden. Diese zusätzlichen
Nocken gestatten eine Verbesserung des Haltens der Haube im Inneren
der Muschel, eine Reduzierung der niederfrequenten Störschwingungen
der Haube und somit der Störungen,
die sie in die Mikrofonkapsel einführen, und zwar insbesondere,
wenn der Maskenträger
spricht.
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Die
Verringerung des Volumens der Aufnahme 10 hat eine entsprechende
Verkleinerung des Teils des Anpassstücks S mit sich gebracht, der
in die Aufnahme 10 eintritt. Die 4a, 4b zeigen
dieses Anpassstück
in Draufsicht und in Seitenansicht mit einem konkav gewölbten oberen
Teil und einem mit einem zylindrischen Loch versehenen unteren Teil.
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Die
Mikrofonanordnung E ist praktisch unverändert; jedoch ist auf das Hinzufügen einer
Schallwand F an der Öffnung
des Horns hinzuweisen; diese Schallwand besteht aus einem dünnen Metallgitter aus
rostfreiem Stahl; es ist anzumerken, dass die Schallwand auf herkömmliche
Weise aus Schaumstoff und Gewebe bestehen kann, aber diese Materialien
für die
Verwendung in einer Maske weniger gut geeignet sind. Die 5a, 5b, 5c beziehen sich
auf diese Mikrofonanordnung, die Folgendes umfasst: das Horn mit
dem Bezugszeichen C und der Schallwand mit dem Bezugszeichen F sowie
die Schallkammer mit dem Bezugszeichen G, wobei ihr vorderer Teil
die Aufnahme für
die Mikrofonkapsel bildet und ihr hinterer Teil seitlich mit Löchern versehen ist. 5a ist
eine Längsschnittansicht
des Horns C mit der Wand F. 5b ist
eine ebenfalls als Längsschnitt
ausgeführte
Ansicht der Schallkammer G; diese Figur zeigt eine kreisförmige Nut
T, die die Kammer G in ihrem vorderen Teil umgibt und als Aufnahme
für einen
nicht dargestellten O-Ring dient; dieser O-Ring soll eine gute mechanische Verbindung
zwischen dem Horn und der Kammer nach Ineinanderstecken dieser beiden
Teile gewährleisten.
Diese Lösung
gestattet eine leichte Montage-Demontage des Horns ohne Werkzeug
für Standhaltungsmaßnahmen.
Es sei weiterhin darauf hingewiesen, dass, wie in 5c gezeigt,
das Horn eine Öffnung
elliptischen Querschnitts aufweist, deren größte Abmessung parallel zum
Mundwinkel des Benutzers verläuft.
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5d ist
eine Schnittansicht senkrecht zur Achse des Horns, die sich auf
die Mikrofonanordnung in dem Falle bezieht, in dem diese Anordnung
an der Basis des Horns nicht eine einzige Mikrofonkapsel, sondern
zwei Kapseln 2, 2' aufweist;
dies ist aufgrund der geringen Größe der eingesetzten Kapseln
möglich.
Die beiden Kapseln sind nebeneinander in einem Raum angebracht,
dessen größte Abmessung horizontal
und parallel zum Mundwinkel des Benutzers verläuft. Es sei darauf hingewiesen,
dass die 5a, 5b, 5c für eine Mikrofonanordnung mit
einer einzigen Kapsel und für
eine Mikrofonanordnung mit zwei Kapseln gleich sind; des Weiteren
sei darauf hingewiesen, dass im Falle von zwei Kapseln jede Kapsel über ein
Paar verschiedener Drähte
mit der Bordelektronik verbunden ist, wodurch bei gewissen Anwendungen
das Vorsehen einer Ersatzkapsel für den Fall, dass die gewöhnlich verwendete
Kapsel versagt, und bei anderen Anwendungen, das Zuschneiden einer
der beiden Kapsel auf ein Sprachbefehlsystem gestattet wird. Natürlich muss
das Anpassstück 5 gemäß den 4a, 4b im
Falle einer Mikrofonanordnung mit zwei Kapseln geändert werden:
sein mit einem Loch versehener unterer Teil muss verbreitert und
das Loch vergrößert werden, damit
dort der hintere Teil der Mikrofonanordnung E eingeführt werden
kann.
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Die
Ablenkvorrichtung D ist verbessert worden: es handelt sich nicht
mehr um ein praktisch flaches Teil, sondern um ein gewölbtes Teil,
das besser an seine Schallwandfunktion angepasst ist. 3 ist eine
Seitenansicht der Ablenkvorrichtung D; die beiden 6a und 6b zeigen
wieder die Ablenkvorrichtung, aber in Drauf- bzw. in Seitenansicht,
wobei diese Seitenansicht in einem rechten Winkel zur Draufsicht
verläuft
und auf der Seite der sich unter der Ablenkvorrichtung befindenden
Haube 1 vorgenommen ist. In 6a sind
drei Löcher
zu sehen, die die Befestigung der Ablenkvorrichtung in der Haube 1 mittels
Schrauben gestatten; diese Löcher
sind über
einen ebenen Halbflansch verteilt, dessen konkaver Rand den konvexen
Rand eines gewölbten halbmondförmigen Teils
bildet.
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Die 7 und 8 sind
zwei schematische Blockschaltbilder, die sich auf eine Maske nach
dem Stand der Technik bzw. eine gemäß der Erfindung beziehen. Im
Falle von 7 bei einer mit einer Mikrofonkapsel
SILEC S4045 versehenen Pilotenmaske weisen die von der Kapsel gelieferten
Signale einen sehr geringen Pegel auf und erfordern eine Verstärkung in
einem Vorverstärker
vor der Übertragung über ein
mit einem Verbinder J versehenes Anschlusskabel K zur Bordelektronik
des Flugzeugs; es sei darauf hingewiesen, dass der für die Pilotenmasken
verwendete Verbinder ein ausklinkbarer Verbinder in dem Sinne ist,
dass sich die beiden komplementären
Anschlüsse,
das heißt
der Steck- und der Aufnahmeanschluss, aus denen er besteht, bei
einer starken Zugkraft an dem Anschlusskabel trennen. Im Falle von 8 bei
einer mit einer Mikrofonkapsel PANASONIC WM53 ausgestatteten Pilotenmaske weisen
die durch die Kapsel gelieferten Signale einen ausreichenden Pegel
auf, so dass sie keinen Vorverstärker
zwischen der Kapsel und dem mit seinem ausklinkbaren Verbinder J
versehenen Anschlusskabel K erfordern.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Beispiele
beschränkt,
sondern betrifft alle Inhalationsmasken, die mit einer Mikrofonvorrichtung
mit Horn ausgestattet sind, dessen Öffnung vor dem Mund des Piloten
angeordnet ist.