SE527853C2 - Ljuddämpande öronpropp, membranelement placerad i öronproppens genomgående kanal, sätt att tillverka nämnda öronpropp samt sätt att påverka förloppet av öronproppens dämpningskurva - Google Patents

Description

coon 1 0 0 0 :QIO I n 000 Inn: I Inn nu 0 0 I I O 0 nn GPS 10 15 20 25 30 35 527 853 Sammanfattnin av u finnin en Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en förbättrad membranförsedd öronpropp av ovan allmänna slag.

Ett annat ändamål med uppfinningen är att åstadkomma ett enkelt sätt att tillverka en dylik öronpropp. Ännu ett ändamål med uppfinningen är att på ett bättre och effektivare sätt utnyttja och påverka membranets ljudegenskaper.

Dessa ändamål uppnås med en öronpropp och sätt som uppvisar de i patentkraven angivna särdragen.

Enligt en aspekt av föreliggande uppfinning åstadkommas en öronpropp, genom att man utgår från en grundpropp, som har en i proppens längdled genomgående kanal. Uppfinningen är baserad på en insikt om att membranappliceringen och möjlighet till påverkan av membranets egna inneboende egenskaper och dess ljud- och dämpningspåverkande egenskaper, förenklas avsevärt genom att membranet är anordnat på en stabiliserande infästningsdel, en membranhållare, varmed membranet är applicerat i kanalen. Membranet tillsammans med membranhällaren benämns i fortsättningen membranelement.

En sådan konfiguration av ett membranelement ger stora fördelar och möjligheter vad gäller en enkel, men ändå noggrann positionering av membranet i kanalen.

Membranhållaren underlättar helt enkelt hanteringen av membranet. Eftersom membranhällaren lämpligtvis har en viss styvhet, kan den dessutom förspänna eller uppspänna membranet som då erhåller en önskad styvhet. Öronproppen enligt föreliggande uppfinning är företrädesvis av typen flergångspropp, och är i så fall avsedd att användas vid mer än ett tillfälle. Detta ställer naturligtvis krav på att membranet är stabilt anordnat i kanalen, så att inte någon inre förflyttning av eller annan yttre påverkan på membranet förekommer i kanalen när en användare upprepade gånger tar ut och àterinför proppen i sitt öra. Membranhållaren Oona Qcca o I in: oøoo I 0 o un; 0 G31 '(3123 :222 10 15 20 25 30 35 527 853 tillhandahàller denna stabilitet och bidrar till att säkra membranet på plats. Membranhàllaren som företrädesvis har en utsträckt rörform, är med sin mantelyta lämpligtvis, i det applicerade tillståndet, i ingrepp med kanalväggen.

Membranelementet kan med fördel anordnas i och tillsluta den genomgående kanalen hos grundproppen efter det att grundproppen är ästadkommen. En okomplicerad applicering av membranet innebär helt enkelt att man skjuter in membranelementet i den i proppens längdled genomgående kanalen till ett förbestämt läge, så att membranhàllaren där är i ingrepp med kanalväggen, eller därtill anordnade organ, för fasthällning av membranelementet. Vid appliceringen av membranelementet i den genomgående kanalen avgränsas eller uppdelas denna, så att en inre och en yttre kanaldel åstadkommes.

Tack vare utformningen av membranelementet enligt uppfinningen ges även möjlighet att gjuta en öronpropp kring membranelementet, genom att membranhällaren gjuts fast vid eller i kanalväggen.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen har membranhällaren formen av en väsentligen rörformig, företrädesvis cirkulär, cylinder. Membranet är lämpligt- vis anordnat att väsentligen täcka cylinderns ena ände.

Membranet och membranhällaren är företrädesvis formade i ett stycke. En sädan variant av membran- elementet skulle lämpligen till sin utformning kunna liknas vid en handtagslös mugg eller en patronhylsa, där membranet motsvarar muggens botten och membranhållaren motsvarar muggens cylindriska vägg.

Membranet kan formas som en tunn hinna med en typisk tjocklek pä 0,1 mm. Membranhällaren kan med fördel ha en vâggtjocklek av ungefär 0,5 mm.

Membranelementet, som efter applicering i grundproppen tätt avdelar kanalen i tvä delar, en inre och en yttre, har i en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning en ren membranfunktion, dvs. och: .nu nano u 0 O un; 0 nu aloe 0000 00 0 o o o o 0 0 o c con oc.. o Ivo 'OC G39 10 15 20 25 30 35 527 855 4 membranelementet är fritt från ytterligare organ, såsom ljuddämpande organ. Däremot kan membranelementet innefatta fler än ett membran, vilka hålles av membranhållaren. Enligt uppfinningen är öronproppens yttre och inre kanaldelar företrädesvis helt fria från ytterligare organ, såsom exempelvis ytterligare ljuddâmpande organ. Det är dock möjligt att applicera flera uppfinningsenliga membranelement i en och samma öronpropps genomgående kanal.

Enligt en aspekt av uppfinningen åstadkommas ett sätt att effektivt utnyttja och påverka membranets ljudpåverkande egenskaper och öronproppens ljuddämpande egenskaper. Egentligen ”dämpas” inget ljud i öronproppen av membranet. Infallande ljud reflekteras helt enkelt ut igen och når inte trumhinnan. Membranets funktion är att ”svänga med", vilket medför att en del ljud går igenom, dvs. reflekteras inte tillbaka. Denna funktion innebär att öronproppens ljuddämpning minskar vid en frekvens där membranet svänger med, dvs. vid membranets resonans- frekvens. På en dämpningskurva för en öronpropp enligt föreliggande uppfinning syns membranets påverkan på dämpningen tydligt. Ett membrans resonansfrekvens bestäms bland annat av dess massa, yta, styvhet och förspänning.

Det har kommit till vår insikt att om man exempelvis vill åstadkomma ett membran med en förhållandevis låg resonansfrekvens, kan ett förhållandevis tjockare membran användas. Utnyttjande av ett tjockt membran har emellertid flera nackdelar. Bland annat finns risken att det blir alltför styvt, vilket då leder till motsatt effekt, dvs. högre resonansfrekvens. Det är dock inte bara dämpningskurvan som flyttas uppåt i frekvens, utan dessutom ökar dämpningen vid den aktuella resonansfrekvensen. Om ett idealt membran gjordes tjockare, skulle man få en ökad svängande massa, vilket skulle leda till en lägre resonansfrekvens. Däremot gäller att om ett icke-idealt membran gjordes tjockare skulle det ge både ökad styvhet och ökad massa, vilket 0100 O O u 0 noob O Q nio bion 0 0 I 000 00 c II :QIO I I OI 0 I 0 0 0 0 0 O I 0 I IC bla UIQ! fås lO 15 20 25 30 35 527 853 . , .- . n I' a 0 .. .“_; :.*-- 1 : 22- ; ;:". ;,', u g; 2: n. gflf". n”- nu :.ø's.. '..,... et. . n Q 0 , . . 5 således skull resultera i mindre förändring av resonansfrekvens än för ett idealt membran. Ökad styvhet samt ökad massa ger minskat ljudgenomsläpp, effekten av resonansen blir inte lika tydlig.

Det har också kommit till vår insikt att det finns stora möjligheter att påverka membranets ljudegenskaper genom att utnyttja luftpelarna som bildas på var sin sida om membranet, när membranelementet applicerats i den genomgående kanalen och tätande uppdelar denna i två delar. Båda luftpelarna kan "tynga ner” membranet och Med andra ord dvs. förskjuta dess resonans nedåt i frekvens. kan man uppnå en förhållandevis låg resonansfrekvens även med tunna membran, genom att anpassa längden och arean (i synnerhet mynningsarean) på kanalen eller luftpelarna. En lång och smal luftpelare är akustiskt sett tyngre än en kort och bred. Exempelvis kan man utforma den yttre luftpelaren, dvs. den mellan omvärlden och membranet, med ett smalare inloppshål, vilket ger en ”tyngre” pelare.

Likaså kan man låta den inre luftpelaren, dvs. den mellan trumhinnan och membranet, påverka resonansfrekvensen genom olika utformningar av kanalen. För en mot trumhinnan avsmalnande kanal blir den inre luftpelaren akustiskt tyngre än den yttre luftpelaren. Den genomgående kanalen kan naturligtvis utformas på olika sätt, varvid den akustiska tyngden domineras av kanalens smalaste area samt av kanalens längd. Således kan man genom val av membranets position i den genomgående kanalen och/eller val av mynningsarea t.ex. mot trumhinnan lätt förskjuta membranresonansen till en lämplig frekvens. Med ett membranelementet enligt föreliggande uppfinning underlättas avsevärt denna möjlighet att, för membranet, kunna välja noggrann position i kanalen.

Så som nämnts ovan tillverkas lämpligen en öronpropp enligt föreliggande uppfinning genom att ett en grundpropp med en genomgående kanal åstadkommes, varefter membranelement införs kanalen. Denna uppfinningstanke ger Q en Qccc nu 0 o 0 I n too Oona o 'få-IQ III 10 15 20 25 30 35 527 853 6 stora valfrihet och många möjligheter att arbeta med olika parametrar. Eftersom membranelementet efterplaCerêS kan man pà ett sent stadium i tillverkningsprocessen besluta vilka egenskaper öronproppen skall ha. Man kan således exempelvis utnyttja membran med olika inneboende egenskaper oberoende av kanaldimensioner. Likaså kan man välja ät vilket håll membranelementet skall föras in i kanalen, dvs. hur långt in i kanalen skall själva membranet vara placerat, etc..

Membranelementet enligt föreliggande uppfinning har i den föredragen cylindriska utföringsformen lämpligtvis en diameter på 2-6 mm, företrädesvis 3-4 mm, exempelvis 3,4 mm. Membranelementets längd är företrädesvis 1- 8 mm, såsom exempelvis 2 mm. Själva membranets tjocklek är företrädesvis 0,005-0,5 mm, sàsom exempelvis 0,1 mm, och själva membranhàllarens väggtjocklek är företrädesvis 0,3-2 mm, såsom exempelvis 0,6 mm. Membranelementet är företrädesvis av ett allmänt flexibelt material kan anpassa sig till öronproppen och membranelementets shoretal är företrädesvis 5°-80° A, såsom exempelvis 60° A.

Membranelementet är företrädesvis format i ett stycke genom silikonsprutning av LSR (Liquid Silicone Rubber), exempelvis LR 3003 eller liknande. Silikon- sprutning skulle kunna kallas ”omvänd” formsprutning. I traditionell formsprutning använder man varma termo- plaster som formas, kyls ned och härdas. Med silikon- sprutning däremot arbetar man "omvänt". genom att man utnyttjar en kall, flytande silikonvätska som innehåller ett ämne som gör att materialet härdas vid uppvärmning.

Alltså sprutar man under högt tryck in den flytande, kalla silikonvätskan i en form, pressar och värmer upp sà att silikonvätskan härdas. Med denna teknik visar det sig att man kan gjuta ett membran som är en 0,1 mm tunn hinna. Membranhàllaren formas företrädesvis till att fä en väggtjocklek på ca en halv millimeter. 6919 2112 125: 10 15 20 25 30 35 527 853 nu 'I no " ' o U' flnrfifi =*ï: ==*n.:=?\ ° .' no ., so: z-'z n no.,0 .n 200. . a .n 0"! u a O' n u a I ° ' 7 Grundproppen som innefattas i öronproppen enligt föreliggande uppfinning, kan exempelvis tillverkas i princip likadant som den i EP 0 847 736 beskrivna öronproppen. Skillnaden är att kanalen i öronproppen enligt föreliggande uppfinning är genomgående, varför således kärnelementet kring vilken proppen gjuts görs längre så att den löper genom hela kaviteten i gjuthalvan. Grundproppen kan antingen gjutas i ett enda material eller i flera material (t.ex. för olika proppdelar).

I samband med gjutning av grundproppen kan kanalväggen utföras så att den, vid applicering av membranelementet, samverkar med detta genom att membranhållaren går i ingrepp med kanalväggen. Syftet med detta är att säkra membranelementet på plats när det har införts i kanalen. Ett sådant stopp kan naturligtvis realiseras på många sätt, såsom exempelvis medelst en ansats, eller att man vid formningen använder en gjut- kavitet som ger en underskärning i kanalväggen. På så vis åstadkommer man ett enkelt snäpplàs. Membranelementet skjuts således in i kanalen tills det passerar under- skârningen och låses. Givetvis finns det även andra möjlig sätt att hålla membranelementet på plats, såsom exempelvis friktionsförband, limning, etc., vilka samtliga faller inom ramen för den övergripande upp- finningstanken. Sålunda omfattas även möjligheten att till kanalväggen anordna ett särskilt kvarhållningsorgan som inte är utfört i ett stycke med väggen.

Det är vidare möjligt att åstadkomma en kanalvägg med ett flertal dylika stopp, såsom ansatser, kvar- hållningsorgan, etc. vid olika positioner längs med kanalväggen, så att olika placeringsmöjligheter av membranet medges. -è-a 0 000 0000 0 0 0 000 0 00 0000 0000 00 0 0 0 0 0 0 0 0 000 0000 00 0 0 0 0 0 0 00 10 15 20 25 30 35 527 853 .g 00 00 fl ° u I 0 M0 "' ' 'n 0"' U ° ß :z 0 ' 2 f” g 00 O' ,, 00 0 0000000 . , 0 I' '° 00 U' "= 0 I 'f 00 :oo :II- 0. , nu0 0"' ,. 0 Û . 0 0 0 8 Kort beskrivning av föredragna utföringsformer Fig. 1 visar ett längsgående axiellt snitt genom en öronpropp enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning.

Fig. 2a visar en förstoring av öronproppen i Fig. 1 vid ett parti med membranelementet.

Fig. 2b-2d visar exempel på hur ett tvärgàende snitt längs linjen A-A i Fig. 2a kan se ut.

Fig. 3a-3b visar schematiskt ett exempel pà ett membranelement för användning i en öronpropp enligt föreliggande uppfinning.

Fig. 3c-3g illustrerar alternativa utföringsformer av membranelement enligt föreliggande uppfinning.

Fig. 3h-3i illustrerar olika tvärsnitt av membranelement enligt föreliggande uppfinning.

Fig. 4 illustrerar hur ett membranelement appliceras i en grundpropp enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen.

Fig. 5 visar schematiskt en uppfinningsenlig öronpropp som är applicerad i en användares öra.

Fig. 6 visar, liksom Fig. 1, ett längsgående axiellt snitt genom en öronpropp, enligt ytterligare en utföringsform av föreliggande uppfinning.

Fig. 7a-7c visar schematiskt principen för ett föredraget sätt att tillverka ett membranelement enligt föreliggande uppfinning.

Fig. 8 visar ett ekvivalent elkretsschema för en öronpropp enligt föreliggande uppfinning.

Fig. 9a-9d visar diagram över dämpningskurvor för öronproppar enligt föreliggande uppfinning.

Fig. 10 visar ett längsgående axiellt snitt genom en öronpropp enligt ytterligare en utföringsform av föreliggande uppfinning.

Fig. ll illustrerar liksom Fig. 3c-3g en alternativ utföringsform av membranelement enligt föreliggande uppfinning. o 1 o ooo oooo o 0 o 000 oo o I O oo o c o o o o o o co ooo oooo Gi? 10 15 20 25 30 35 527 855 Detalierad beskrivning av föredragna utförinqsformer Fig. 1 visar ett längsgående axiellt snitt genom en öronpropp 2 enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning. Öronproppen 2 innefattar en kärn- eller kroppsdel 4 som väsentligen har formen av en stympad kon.

Kärn- eller kroppsdelens 4 främre del är försedd med en omgivande hylsa eller tätningsdel 6. Fràn tätningsdelens 6 omkretsyta skjuter fyra integrerade ringformiga flänsar 8,10,12,14 ut i den mot kärn- eller kroppsdelens 4 längdriktning vinkelräta radiella riktningen. En första fläns 8 skjuter ut direkt vid öronproppens 2 främre ände och har den minsta diametern. De andra flänsarna l0,12,l4 är jämnt fördelade över själva proppdelen och har diametrar som successivt ökar bakåt längs med proppen 2.

Flänsarnas 8,10,l2,l4 främre yta är bakätlutande, medan flänsarnas bakre yta är vinkelrät mot proppens 2 längd- eller axialriktning.

Den hylsformade tätningsdelen 6 täcker den del av kärn- eller kroppsdelen 4 som är avsedd att föras in i ett öras hörselgäng, dvs. hela den faktiska proppen.

Detta illustreras i Fig. 5, där öronproppens 2 främre del (den hylsformade tätningsdelen 6) är införd i örats hörselgàng H. Som synes anligger de fyra ringformiga flänsarna 8,10,l2,l4 i tâtande förhållande mot hörselgàngens H vägg. Den bakre delen av kärn- eller kroppsdelen 4 är avsedd att vara grepparti 5. Kärn- eller kroppsdelen 4 har en genomgående axiell kanal 16 med cirkulärt tvärsnitt vars diameter minskar ungefär från greppartiet 5 till toppen. I Fig. 1 visas att kärn- eller kroppsdelens 4 kanalvägg har ungefär vid mitten av greppartiets 5 längd en ringformig vulst 18 och lite längre fram en ringformig utskjutande ansats 20 som är ästadkommen genom diameterförminskning av kanalen.

Vulsten 18 och ansatsen 20 i väggen àstadkommes i samband med gjutningen av kärn- eller kroppsdelen 4 och är formade i ett stycke med kärn- eller kroppsdelen 4. lo 0 0 0 I 0 0 0 con 0010 c U u non oo u nu noob uuou 0 I ou 0 I I 0 v 0 U I I I nu han nano GH? lO 15 20 25 30 35 527 853 annons o u o 0 nu »rosor a n 0 0 oo nu anno o n 1 annu anno . n o v anno coon . 1 . o coon osar . c . o none anno n .con o u nano . u . a noen non: n o I c c Q nu 10 I den genomgående kanalen 16 är ett membran- element 22 tätt avgränsande applicerat mellan vulsten 18 och ansatsen 20. Partiet kring membranelementet 22 visas i förstoring i Fig. 2a. Själva membranelementet 22 visas i en perspektivvy i Fig. 3a, och i Fig. 3b visas en axiell tvärsnittsvy längs linjen A-A i Fig. 3a. Av figurerna framgår att membranelementet 22 innefattar en cylindrisk rörformig membranhållare 24 med en väggtjocklek på ca 0,5 mm. Längst fram på membranhållaren 24 är ett cirkulärt membran 26, som är ca 0,1 mm tjockt, anordnat i tvärled som ett lock. Membranelementet 22 är ca 2 mm långt och har en diameter på ca 3,4 mm.

Membranets diameter är ca 2,4 mm. Membranhållaren 24 och membranet 26 är enligt denna föredragna utföringsform formade i ett stycke, enligt ett förfarande som kommer att visas längre fram. I Fig. 1 och Fig. 2a visas membranelementet 22, så som tidigare nämnts, vara anordnat mellan vulsten 18 och ansatsen 20. Membran- hållarens 24 främre ände ligger an mot den från kanalväggen utskjutande ringformiga ansatsen 20, medan membranhàllarens bakre ände ligger an mot vulsten 18, och dessutom är membranhållarens mantelyta i ingrepp med kanalväggen. Pâ sä sätt låses membranelementet 22 fast.

”Vulsten” kan vara av olika former, såsom exempelvis ringformig eller bestå av flera utsprång eller ribbor.

Detta visas i Fig. 2b-2d med exempel på hur ett tvärgående snitt längs linjen A-A i Fig. 2a kan se ut. I Fig. 2b är vulsten l8b ringformig. I Fig. 2c visas fyra utspráng 18c, men dessa kan naturligtvis vara bäde fler och färre till antalet, och inte nödvändigtvis med just den visade avrundade formen. I Fig. 2d visas fyra ribbor 18d, som även dessa kan vara fler eller färre och med olika form. Dessutom kan längden L, som är markerad i Fig. 2a, för de olika typerna av ”vulster” variera.

Fördelen med längre vulster är att membranelementet 22 läses mycket väl. Sådana längre vulster ger emellertid nano 1 0 0 c nu solo I I U I 1 U I 0 000 tion 0 lO 15 20 25 30 35 527 853 ua. zoo: non: one: , 4 noen uno: o u n au en .. co . u 0 0 c coon uno: ecco I non: 0 coon 0 o nano . n ll ett större motstånd vid införandet av membranelementet 22.

I Fig. 3c-3g visas alternativa utföringsformer av membranelement 22b-22f för användning i en öronpropp enligt föreliggande uppfinning. Membranelementen är betraktade i riktningen för kanalens utsträckning. Utöver den tidigare visade cirkulära formen är i princip är alla former möjliga, såväl symmetriska som asymmetriska.

Exempelvis kan N~hörningar åstadkommas med allt från 3 hörn upp till oändligt antal hörn, dvs. cirkulär form. Även olika ovala former är möjliga. I figurerna visas endast några former i illustrerande syfte. Fig. 3c visar en cirkulär form, Fig. 3d visar en trehörning, Fig. 3e visar en kvadratisk form, Fig. 3f visar en oval form och Fig. 3g visar en åttahörning. I samtliga fall utgör membranet 26b-26f det inre partiet och membranhàllaren 24b-24f det omgivande yttre partiet. I Fig. 3h-3i visas två möjliga axiellt längsgående tvärsnitt för membranelementen 22b-22f enligt ovan. Naturligtvis är även andra tvärsnitt möjliga. Samtliga visade membran kan exempelvis ha det redan tidigare visade u-formade tvärsnittet som nu visas i Fig. 3h, eller kan de samtliga ha ett h-format tvärsnitt så som visas i Fig. 3i. I fallet med det illustrerade h-formade tvärsnittet utgörs membranhållaren 24h av de tvà parallella benen och membranet 26h är det tvärgäende benet mellan dessa. Som synes i Fig. 3i är membranet 26h förskjutet något till vänster om membranhällarens 24h centrum. Denna h-formade konfiguration ger därmed möjligheten att på ett enkelt sätt välja mellan två olika placeringar av membranet 26h i kanalen, och därmed också luftpelare som påverkar membranresonansen olika. Olika membranresonanser erhålls helt enkelt beroende på vilken ände av membranelementet som skjuts in först i proppens genomgående kanal.

Generellt gäller att membranelement av olika utformningar kan föras in åt båda hållen, varvid membranets slutliga I I n oo» coon n u 00: 0 0 oo nano coon 0 0 oo 0 n 0 0 0 A 0 0 0 O nu oo: anna (íšëïàë 10 15 20 25 30 35 527 853 nunnan 1 u au oøuq~o Q - :non u -ace . 1 o n non: 1 ono- n v coon nano n coon o u :uno . u . a nano nun: Q 6 n o o v nu 12 placering i den genomgående kanalen bestämmer dämpningskurvans utseende.

Den genomgående kanalen i proppen har lâmpligtvis samma tvârdimension som membranelementet, åtminstone vid det parti där membranelementet är placerat vid användning av öronproppen. Exempelvis kan ansatsen mot vilken membranelementet anligger vara formad i överensstämmelse med membranelementet. Det väsentliga år att en god tätande avdelning av kanalen åstadkommes, som resulterar i en inre och en yttre luftpelare efter appliceringen av membranelementet, och att membranelementet fastlåses ordentligt.

Av figurerna framgår sålunda att membranelementet 22 avdelar den genomgående kanalen 16 i två delar. Mellan membranet 26 och trumhinnan T (Fig. 5) bildas en inre luftpelare 28 i kanaldelen framför membranet 26, och en lyftvolym i hörselgången H från öronproppens 2 främre ände till trumhinnan T. På andra sidan av membranet 26 bildas en yttre luftpelare 30 i kanaldelen bakom membranet 26 och omvärldens O volym, dvs. en oändlig volym. Längden och arean av luftpelarna 28,30 påverkar membranets 26 resonansfrekvens, så som beskrivits tidigare.

I Fig. 6 visas, liksom i Fig. 1, ett längsgående axiellt snitt genom en öronpropp enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning. Den i Fig. 6 visade axiella placeringen av vulsten 18 och ansatsen 20, och därmed även membranelementet 22, är emellertid skild från utföringsformen enligt Fig. 1. Membranelementet 22 är nu placerat längre in i kanalen och således är den inneslutna luftvolymen eller luftpelaren 28 mellan membranet och trumhinnan kortare. Effekten av detta är att luftpelaren i Fig. 6 inte "tynger ned" membranet lika mycket som luftpelaren i Fig. l, varmed inte heller resonansfrekvensen förskjuts i lika hög grad. Det är alltså möjligt att, genom val av membranets placering i kanalen, exempelvis styra resonansfrekvensen så att t.ex. 0000 0 0 0 0 0 0000 0 0 0 000 000: 000 0 00 000 0 0 00 0 0 0 I 0 h I I 0 0 0 00 000 0000 0 00 10 15 20 25 30 35 527 853 l3 varningssignaler med en känd frekvens släpps igenom bättre eller att ljud från en maskin som man sköter släpps igenom bättre.

Membranelementet är i den föredragna utföringsformen enligt Fig. 1 formad i ett stycke, men kan givetvis inom ramen för uppfinningen vara sammansatt av två stycken (membranet respektive membranhàllaren).

Kärn- eller kroppsdelen och tätningsdelen kan framställas i två olika material eller i ett och samma material, med fördel i ett stycke. Så som nämnts tidigare, beskrivs ett föredraget sätt att tillverka dessa delar i EP 0 847 736.

Fig. 4 illustrerar appliceringen av ett membranelement 22 i en öronpropps 2 genomgående kanal 16.

Enligt detta föredragna förfarande åstadkommes membranelementet 22 för sig och öronproppen 2, med sin kärn- eller kroppsdel och tätningsdel, för sig. Med hjälp av en kolv 40 införs därefter det patronhylsformiga membranelementet 22 i öronproppens 2 genomgående kanal 16, så som pilarna i figuren illustrerar, med membranet 26 längst fram. Öronproppen 2 är företrädesvis tillverkad i ett material som ger efter tillräckligt för att membranelementet 22 enkelt skall kunna föras in.

Kolven 40 har, så som visas i figuren, företrädesvis en kontur som kompletterande motsvarar membranelementets 22 kontur. En mittendel 42 som skjuter ut från kolvens 40 främre ände passar således in i membranhàllaren 24, och en omkretsdel 44 ligger vid införandet an mot membran- elementets 22 bakre kant. Membranelementet 22 förs således fram i kanalen 16 och når så småningom vulsten 18 med sin främre del (dvs. membranet 26 och membran- hållarens 24 främre del). Membranelementet 22 fortsätter att föras fram med tillräcklig kraft för att med sin främre del kunna passera vulsten 18. När membran- elementets 22 eller membranhållarens 24 främre del till slut när ansatsen 20, har membranhållarens 24 bakre del passerat vulsten 18 och snäppts fast. I detta läge är 0 00 0000 0000 00 0 0 0 0 0 0 0 000 0000 0 0 0 0 000 0000 0 000 Gïfiääfi 10 15 20 25 30 35 527 853 14 membranelementet 22 således fastlåst genom att membranhållaren 24 med sina ändar ligger an mot vulsten 18 respektive ansatsen 20. Som framgår av figurerna är membranhållaren 24 dimensionerad så att dess tvärdimension väsentligen överensstämmer med den genomgående kanalens 16 dimension för kanaltätande kvarhàllande av membranelementet 22 vid applicering i öronproppens genomgående kanal.

Fig. 7a-7c visar ett föredraget sätt att tillverka ett membranelement 22 enligt föreliggande uppfinning.

Figurerna är inte skalenliga, utan skall endast illustrera tillverkningsprincipen schematiskt.

Fig. 7a visar ett tvärgående snitt genom en gjut- form 50 och ett därtill anslutet ingöt 52. Fig. 7b illustrerar ett tvärsnitt längs en gjutformens delningslinje. Fig. 7c visar en förstoring av ett parti i Fig. 7a.

Så som nämnts ovan formas membranelementet 22 företrädesvis genom silikonsprutning av LSR (”Liquid Silicone Rubber", flytande silikongummi). Exempelvis kan ett silikongummi från Silopren® LSR 20xx-serien eller liknande utnyttjas för ändamålet. Efter det att rätt sammansättning av det flytande silikongummit har àstadkommits, förs det från ett rör till en matarskruv, alternativt en kolv (visas inte). Med hjälp av matarskruven sprutas det flytande, kalla silikongummit in i en gjutform via ett ingöt 52 (Fig. 7a). Ett insprutningstryck av 50-150 bar är vanligtvis tillräckligt för LSR. Trycket är beroende av matnings- kanalens tvärsnitt.

Gjutformens 50 uppgift är att ta upp silikongummit i sin gjutkavitet, sprida, forma och härda det, varigenom silikongummit bringas till ett fast tillstånd, varefter det färdiga materialet kan tas ut ur gjutformen 50. I Fig. 7a visas gjutformen 50 i ett snitt längs linjen A-A i Fig. 7b. Gjutformen 50 enligt denna föredragna utföringsform innefattar två gjuthalvor: en övre 54 och 9G! 0 00 0000 00 0 0 0 0 0 I O 000 0000 000 10 15 20 25 30 35 527 853 000000 0 0 0 0 00 000000 0 0 0 0 00 00 0000 0 0 0 0000 0000 0 0 0 0 0000 0000 | 0 0 0000 0 0 Q 0 0000 0000 0 0000 0 0 0000 1 0 . 0 0000 0000 0 0 0 0 0 0 00 15 en undre 56, vilka bildar en cirkulär gjutkavitet.

Fig. 7b visar ett tvärsnitt längs gjutformens 50 delningslinje, dvs. gränsen mellan de två halvorna.

Ingötet 52 är anslutet till den cirkulära gjutformens 50 centrum och i gjutformens 50 periferi innefattar gjutkaviteten membrankaviteter 58 som tillsammans med en styrpinne 60 bildar en ring. Styrpinnen 60, som även visas i Fig. 7a, kan användas som hjälpmedel för positionering vid senare hantering av den färdiggjutna produkten. När det flytande silikongummit matas via ingötet 52 till gjutkaviteten, kommer silikongummit att flyta ut över hela det cirkulära området och även ner i membrankaviteterna 58. Genom att forma membranelementen i den cirkulära gjutkavitetens periferi erhålls en jämn fördelning av det flytande silikongummit. När gjutningsprocessen år färdig erhålls således en skiva som i periferin uppvisar membranelement.

Membranelementen kan tryckas ut samtidigt, men kan även tryckas ut en åt gången. En öronpropp med en genomgående kanal kan med fördel placeras ovanför ett membranelement så att, när membranelementet trycks ut, det skjuts in direkt i proppen utan något mellansteg.

För att underlätta uttryckningen av membranelementen är gjutformen 50 formad så att den färdiggjutna skivan är tunn runt membranelementen. En rivkant 62 indikeras med pilarna i Fig. 7c, som är en förstoring av partiet kring membrankaviteten 58 till höger i Fig. 7a. Dessutom är området omedelbart intill rivkanten tjockare än det övriga omgivande området, för att säkerställa enkel uttryckning av membranelementet. I Fig. 7c visas även var delningslinjen mellan de två halvorna går med en streckad linje B-B. Således åskådliggörs att väsentligen hela membranelementet formas i den undre gjuthalvan.

Gjutformen 50 uppvärms vanligtvis elektriskt (i allmänhet till mellan 150 och 230°C beroende på LSR-typ) genom användning av exempelvis värmepatroner eller glödtràdar. Det flytande silikongummit sprutas in i den 000 O 0 0 0 nu Q 00 0000 0010 0 O 0 oo O 0 0 0 0 0 c 0 0 000 0000 I I I I 0 109 0000 U 63%? 10 15 20 25 30 35 527 853 000.nu 0 0 0 0 00 0onu00 0 0 n 0 I0 oo 0000 0 0 0 000: 0000 . 0 0 0 0000 0:00 9 0 0 nosa 0 0000 I *U . 0 n000 0-00 0 n0n0 u 0 0000. 4 | 0 nou- 0000 0 0 0 I 0 0 00 16 uppvärmda gjutformen. Silikongummit härdas vid gjuttemperaturer på mellan 170 och 230°C.

När det insprutade flytande silikongummit värms upp till en hög temperatur, försöker den att svälla och gå tillbaka till insprutningsmunstycket. För att förhindra detta, hålls munstycket vid ett tryck av 50 bar till dess att vätskan i närheten har börjat härdas.

Uppvärmningen och den efterföljande volymökningen av silikongummit i gjutformen höjer trycket i gjutkaviteten, vilket kan uppgå till ungefär 300 bar.

Det finns naturligtvis olika typer av silikongummin, varav vissa (t.ex. från serien Silopren® LSR 26xX) är mer reaktiva och således hàrdas snabbare. Dessutom är det möjligt att påbörja uppvärmningen av silikongummit i förväg, exempelvis i matarskruven, för att påskynda härdningsprocessen.

Sá som nämnts i den allmänna delen av föreliggande beskrivning kan man med denna teknik gjuta ett membranelement, vid vilket själva membranet är en 0,1 mm tunn hinna, och membranhällaren ges en tjocklek av ca 0,5 mm.

Ett vanligt öppet öra, dvs. utan någon propp insatt, har en naturlig förstärkning av ljud runt 3kHz, dvs. det frekvensområde i vilket mänskligt tal ligger. När en propp införs, ändras luftvolymen i örat, varför den naturliga resonansförstärkning tas bort eller ändras, vilket således innebär att taluppfattbarheten blir försämrad. Fig. 8 visar ett ekvivalent elkretsschema för en öronpropp enligt föreliggande uppfinning, varvid en spänningskälla P motsvarar det inkommande ljudtrycket, spolen Lp motsvarar proppens akustiska massa, kondensatorn CP motsvarar proppens akustiska styvhet, motståndet Rp motsvarar proppens akustiska dämpning och kondensatorn Cl motsvarar den inneslutna luftvolymens akustiska styvhet. Vidare motsvarar spolen Lm membranets akustiska massa, kondensatorn Cmmotsvarar membranets akustiska styvhet och den akustisk dämpning illustreras ooo oono o nov oo oooo oooo oo o I o o o o o o oo: o o 'Ei lO 15 20 25 30 35 527 853 g u p... :qo.: :'II. .oo- .~o.: . z ::.. g no oo no oo :.: ::ooooo oo u you zoo. o' ,' ß :g 0 o o o 1.: o"o 2 o o o o: oo I' ' 17 med motståndet Rm. Den inneslutna luftpelarens akustiska massa motsvaras av spolen L1 som är seriekopplad med spolen ln. Naturligtvis kan även en spole för den yttre luftpelaren seriekopplas med de övriga, men i detta fall visas ett ekvivalent kretsschema för en propp med en inàt avsmalnande genomgående kanal (luftpelarna är ungefär lika lànga), varför den smalare luftpelarens akustiska massa är dominerande.

Som bekant varierar en spoles impedans med frekvensen som jwL och en kondensators impedans som l/jmC. Motstånd är frekvensoberoende. Membranets akustiska styvhet, dvs. värdet pà den motsvarande ekvivalenta kondensatorn Cm, är sådan att vid låga frekvenser är impedansen 1/jmCm större än impedansen 1/jmCP, varför membranet vid så låga frekvenser inte har någon större inverkan på öronproppens dämpning. Vid höga frekvenser är spolarnas Lm och L1(membranets och den inneslutna luftpelarens akustiska massa) impedans jm(Lm+L1) dominerande, varvid ljud vid dessa frekvenser dämpas kraftigt. Mellan nämnda låga och höga frekvenser finns ett resonansomràde där kondensatorerna och spolarna samverkar så att den totala impedansen blir låg och således medges ljud att passera. Öronproppen enligt föreliggande uppfinning fungerar sålunda som ett bandpassfilter, vilket släpper igenom ljud kring frekvenserna för det förbestämda området. Det är således inom detta omràde som resonansen ligger. Genom lämpligt val av membranets placering i kanalen kan man få en önskad luftpelare med en önskad akustisk massa sä att membranets resonansfrekvens påverkas. Med andra ord kan man variera spolens L1 impedans och därmed öronproppens dämpningskurva genom val av membranplacering. Impedansen kan även varieras genom val av luftpelarens tvärsnittsarea eller mynningsarea.

Fig. 9a-9d visar diagram över dämpningskurvor för öronproppar enligt föreliggande uppfinning.

P 00 0 00 0000 0000 0 0 0 00 0 0 I 0 00 0 n 0 I 0 u0o 0000 0 0 0 0 u 0 0 00 000 0000 I 000 10 15 20 25 30 35 527 853 00 II I 0 uno: 0 n 0 n oo oøonuo n n . . no av con: 0 0 n nano our o u o~oo :cec 0 o anno unna u c . 4 non: coca 0 evo! 0 0 anna Q c man 000: o n 0 u na 18 I Fig. 9a visas fyra kurvor, varav en är för en vanlig öronpropp utan genomgåendekanal och membran, och de övriga tre är för öronproppar enligt uppfinningen, vilka har ett och samma membranelement (membranarea 3,8 um? och membrantjocklek 1 mm) applicerade vid olika avstånd från öronproppens topp (17, 19 respektive 21 mm från toppen). Så som framgår av diagrammet är dämpningen hög vid frekvenser över 1000 Hz för en vanlig öronpropp.

Med en uppfinningsenlig öronpropp, som har ett membranelement anordnat i proppens genomgående kanal, kan bättre ljudöverföring kring frekvenserna för taluppfattbarhet åstadkommas. Som synes år dämpningen kring 3 kHz mindre för de uppfinningsenliga öronpropparna. Av kurvorna framgår att ju längre från toppen man placerar membranet, desto mer tyngs det ned med en större luftpelare, vilket resulterar i att resonansfrekvensen sjunker. Av kurvorna framgår även att ju närmare toppen man placerar membranet, desto bättre blir ljudöverföringen i det aktuella frekvensområdet.

I Fig. 9b visas kurvor för fyra öronproppar med topphål av olika areor (diameter = 0,8 mm, 1,0 mm, 1,4 mm respektive 2,0 mm). Så som framgår av figuren ökar luftpelarens akustiska massa då topphålet görs mindre, varvid resonansfrekvensen skjuts nedåt och dåmpningen ökar. Membranelementet är likadant som i Fig. 9a.

I Fig. 9c visas två kurvor för öronproppar, i vilka membran av olika tjocklek (0,1 mm respektive 0,3 mm) är anbringade på samma ställe (17 mm från toppen) i två likadana proppars genomgående kanal. Genom att man åstadkommer ett tjockare membran erhålls både större massa och styvhet hos det icke-ideala membranet. Så som diagrammet visar har detta inte någon frekvensmässig ' påverkan, men däremot är dämpningen mindre och ljudöverföringen således högre för det tunnare membranet.

I Fig. 9d visas två kurvor för öronproppar, i vilka det anbringade membranet har olika areor (3,8 mmz respektive 1,5 nmf). Den genomgående kanalens dimensioner 0000 0 u c 0 I Q 0 0ø0 0000 0 0 0 000 ë-fšš 10 15 20 25 30 35 527 853 000000 0 0 0 0 00 000000 0 0 ; 0 00 00 0000 0 0 0 0000 0000 . a 0 0 00n0 coon 0 | 0 0000 0 0010 0 0 0 0 0000 000 0 0000 0 0 0000 0 . 0 0-00 000 0 0 0 0 0 00 19 är samma i båda öronpropparna och båda membranen är anbringade 17 mm från toppen. Som synes erhålls inte någon betydande frekvenspåverkan i detta fall, men däremot blir ljudöverföringen bättre med membranet med den större arean.

Fig. 10 visar ett längsgående axiellt snitt genom en öronpropp enligt ytterligare en utföringsform av föreliggande uppfinning. I denna figur illustreras att fler än ett membranelement kan införas öronproppen. I detta exempel är två membranelement 70, 72 införda, varvid det ena 70 år anordnat längre in i kanalen än den andra 72. Membranen är fastlåsta mellan var sin vulst 74,76 och ansats 78,80. Med två membran som har samma resonansfrekvens, kommer man i en sådan här konfiguration att erhålla en resonans som ligger kvar på ungefär denna ursprungliga resonansfrekvens, eftersom både massan och styvheten ökar. Däremot blir dämpningen under resonansen för denna dubbelkonfiguration högre jämfört med en propp med ett enda membranelement.

Naturligtvis är det även möjligt att man, i stället för att utnyttja två membranelement, åstadkommer ett membranelement som innefattar en membranhållare, på vilken två membran är anordnade, det ena bakom det andra.

Fig. 10 avslöjar emellertid även möjligheten att kunna välja två olika placeringar av ett ensamt membranelement. Om man således avser att utnyttja ett enda membranelement i öronproppen i Fig. 10, kan olika stora luftpelare åstadkommas (och alltså olika resonans- frekvenser) beroende på mellan vilken vulst och ansats som ett membranelement placeras.

Fig. 11 illustrerar liksom Fig. 3c-3g en alternativ utföringsform av ett membranelement enligt föreliggande uppfinning. Membranelementet 82 är liksom i de tidigare figurerna betraktat i riktningen för kanalens utsträckning. I denna figur illustreras att membranelementet 82 kan innefatta flera membran 86,88 som är anordnade bredvid varandra på en membranhållare 84. I 10 15 527 853 20 detta illustrerade exemplet är membranhàllaren 84 en cirkulär cylinder (jfr. Fig. 3c) som dessutom har en brygga 85 som sträcker sig längs cylinderdiametern. Pà detta sätt àstadkommes två membran 86,88, vilka är åtskilda av bryggan 85. Om membranen 86,88 har olika respektive resonansfrekvenser, erhàlls två resonans- toppar, vilket gör att man kan minska dämpningen i ett större frekvensomráde.

Uppfinningen är naturligtvis inte begränsad till de ovan beskrivna föredragna utföringsformerna, vilka har visats i illustrerande syfte. Det skall förstås att flertal modifikationer och variationer kan åstadkommas utan att fràngà ramen för föreliggande uppfinning, som år definierad i de medföljande patentkraven.

Claims (24)

10 15 20 25 30 35 527 853 21 PATENTKRAV

1. Ljuddämpande öronpropp, vilken innefattar en grundpropp med en i proppens längdled genomgående kanal, i vilken kanal ett membran är så anordnat att det tätande i tvârled avgrânsar kanalen, varvid membranet utgör en del av ett membranelement, som vidare innefattar en membranhällare, som häller membranet, och varvid membranhàllaren är anordnad att läsa fast membranelementet i kanalen, k ä n n e t e c k n a d a v att membranet och membranhàllaren är formade i ett och samma stycke, företrädesvis gjutna, alldeles företrädesvis i ett flexibelt material, såsom silikongummi.

2. Öronpropp enligt krav 1, varvid membranhàllaren väsentligen har formen av en rörformig cylinder, vars mantelyta är i ingrepp med kanalväggen, varvid membranet företrädesvis bildar ett lock som täcker cylinderns ena ände.

3. Öronpropp enligt något av föregående krav, varvid kanalväggen är lokalt utformad för ingrepp med membranhällaren för fastlàsning av membranelementet i ett förbestämt läge.

4. Öronpropp enligt krav 3, varvid kanalväggen lokalt är diameterförminskad sä att en ansats är bildad mot vilken membranhållarens främre ände anligger, och varvid kanalväggen företrädesvis även är lokalt diameterförminskad så att en vulst är bildad mot vilken membranhàllarens bakre ände anligger.

5. Öronpropp enligt något av kraven 1-2, varvid kanalväggen är försedd med ett fästorgan för ingrepp med membranhàllaren för fastlàsning av membranelementet. 10 15 20 25 30 35 527 853 22

6. Öronpropp enligt något av föregående krav varvid membranelementet innefattar åtminstone ytterligare ett membran som är hållet av membranhållaren.

7. Öronpropp enligt något av föregående krav, varvid åtminstone ytterligare ett membranelement är fastlåst anordnat i kanalen.

8. Öronpropp enligt något av föregående krav, varvid membranet är anordnat att komma i resonans inom frekvensområdet för taluppfattbarhet, företrädesvis inom området 1 kHz - 4 kHz.

9. Öronpropp enligt något av föregående krav, varvid membranet är anordnat att komma i resonans i ett bestämt frekvensområde såsom för varningssignaler eller maskinljud.

10. Öronpropp enligt något av föregående krav, varvid membranelementet är anordnat i kanalen på avstånd från kanalens ändar, såsom exempelvis väsentligen mitt emellan kanalens ändar.

11. ll. Sätt att tillverka en ljuddämpande öronpropp, innefattande stegen: att åstadkomma en grundpropp med en genomgående kanal, att åstadkomma ett membranelement, som innefattar en membranhållare och ett på denna anordnat membran, samt att applicera membranelementet i grundproppens kanal så att membranelementet hålls i kanalen av membran- hållaren, och så att membranet tåtande i tvärled avgränsar kanalen, varvid membranhållaren och membranet formas i ett och samma stycke, företrädesvis genom gjutning, såsom silikonsprutning. 10 15 20 25 30 35 527 853 23

12. Sätt enligt krav 11, vid vilket membranelementet appliceras i grundproppen, genom att införas i denna, efter det att grundproppen är ästadkommen med sin genomgående kanal.

13. Sätt enligt något av kraven 11-12, vid vilket kanalen utformas så att en ansats àstadkommes som ger ett förbestämt läge för membranelementet att anligga mot, varvid membranelementet skjuts in i kanalen mot ansatsen, företrädesvis med en kolv.

14. Sätt enligt något av kraven 11-13, vid vilket kanalen utformas så att en vulst ästadkommes, som bidrar till att läsa membranelementet när detta införts i kanalen och passerat nämnda vulst, varvid membranelementets bakre ände företrädesvis ligger an mot vulsten.

15. Sätt enligt något av kraven 11-14, vid vilket membranelementet dimensioneras så att dess tvârdimension motsvarar kanalens tvârdimension vid den kanaldel där membranelementet skall vara anbringat.

16. Sätt enligt krav 11, vid vilket membranelementet appliceras i grundproppen, genom att grundproppen gjuts kring membranelementet så att detta fasthàlls medelst membranhàllaren.

17. Sätt enligt något av kraven 11-16, vid vilket membranelementet anordnas i kanalen till ett läge som är skilt från kanalens ändar, såsom exempelvis väsentligen mitt emellan kanalens ändar.

18. Sätt att påverka förloppet av en ljuddämpande öronpropps dâmpningskurva, innefattande stegen: att åstadkomma en grundpropp med en genomgående kanal, 10 15 20 25 30 35 527 855 24 att för den àstadkomna grundproppen bestämma en axiell position i kanalen för ett membran, att i efterhand, membranelement, som innefattar ett membran med en i kanalen införa ett naturlig första resonansfrekvens, så att membranet tätande i tvàrled avgrànsar kanalen, varvid en luftpelare àstadkommes som i förbestämd grad förskjuter membranets resonansfrekvens.

19. Sätt enligt krav 18, vid vilket membranelementet har en membranhällare för att hålla membranet, vilken bibringas ett bestämt läge i den genomgående kanalen, varvid membranelementet fasthålles genom membranhållarens samverkan med kanalens vägg eller därtill hörande fâstorgan.

20. Sätt enligt något av kraven 18 eller 19, vid vilket membranelementets position väljs i beaktande av kanalens minsta tvärdimension, vilken företrädesvis är lika med kanalens mynningsarea.

21. Membranelement, avsedd för placering i en ljuddämpande öronpropps genomgående kanal, vilket membranelement innefattar ett membran och en membranhällare som är avsedd att hålla membranet, varvid membranhållaren år dimensionerad så att dess tvärdimension väsentligen överensstämmer med den genomgående kanalens tvärdimension för kanaltàtande kvarhållande av membranelementet vid applicering i kanalen, och varvid membranet och membranhàllaren är formade i ett och samma stycke, företrädesvis i ett flexibelt material, såsom silikongummi.

22. Membranelement enligt krav 21, varvid membranhållarens form väsentligen motsvarar en ihålig 10 527 853 25 cylinder, och membranet bildar ett lock som företrädesvis täcker cylinderns ena ände.

23. Membranelementet enligt något av kraven 21-22, varvid membranelementet är så dimensionerat att det är i efterhand införbart till ett förbestämt läge i en befintlig öronpropps genomgående kanal.

24. Membranelement enligt något av kraven 21-23, varvid membranhàllaren häller åtminstone ett ytterligare membran .