DD143208A5

DD143208A5 - Gehoerschutzvorrichtung,bestehend aus ohrstoepseln und deren herstellungsverfahren

Info

Publication number: DD143208A5
Application number: DD79212423A
Authority: DD
Inventors: Albert R Wacker
Original assignee: Cabot Corp
Priority date: 1978-04-28
Filing date: 1979-04-23
Publication date: 1980-08-13
Also published as: NL185059B; FR2424020A1; MX146059A; DK156812C; ZA79910B; NO148056B; AU4655479A; GB2019224A; NO791411L; US4193396A; NL185059C; GB2019224B; JPS54144099A; IT7967847A0; HK16284A; CA1117870A; NO148056C; FR2424020B1; SE440023C; DE2915832A1

Description

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Gehörschutzvorrichtung, bestehend aus Ohrstöpseln, und deren Herstellungsverfahren

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Gehörschutzvorrichtung, bestehend aus Ohrstöpseln aus plastifizieren thermoplastischen Schaumstoffen und ein Verfahren zu deren Herstellung.

Derartige Gehörschutzvorrichtungen kommen bei der Lärmbekämpfung im Rahmen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes zur Anwendung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind Gehörschutzvorrichtungen bekannt, die aus plastifizierten thermoplastischen Schaumstoffr-Gehörschutzstöpseln bestehen.

Als Material wird vorzugsweise biegsames Vinylchloridpolymer oder -kopolymer verwendet, welches zu einer weichen schwammartigen !.lasse verarbeitet wird. Durch die Steuerung der Dichte und Porengröße des schf/ammartigen Materials kann dessen Geräuschdämpfungswirkung reguliert werden.

Weiterhin, ist bekannt, als Material fur die genannten Gehörschutzstöpsel einen elastischen piastifizierten Polymerschaumstoff, wie zum. Beispiel Polyvinylchlorid oder Polyurethan, zu verwenden.

Bedingt durch eine ausreichend hohe Konzentration an organischem V/eichisacher, hat das· Tolymerschaumstoffmaterial eine gewisse Regenerierungsrate und Gleichgewichtsdruckeigenschaften. Gehörsonutsstöpsel aus diesem Material lassen sich zusammendrücken und in den Gehörgang einführen»

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Dort dehnen sie sich wieder aus und gewährleisten ein gleichmäßiges Abdichten und eine wirksame Schalldämpfung. Ein Nachteil dieser Gehörschutzstöpsel besteht darin, daß sich diese im Gehörgang lockern und versehentlich verlorengehen können.

Dies wirkt sich besonders negativ in der Nahrungsmittelindustrie aus, wo äußerste Sorgfalt erforderlich ist, um ein Eindringen von Fremdstoffen in lebensmittelprodukte zu verhindern.

Analog trifft das auch für Beschäftigte in der Eisen- und Stahlindustrie eu, die ihre Arbeiten in beträchtlichen Höhen durchführen und im Falle eines Verlorengehens ohne Gehörschutzeinrichtung arbeiten müßten.

Bekannt sind weiterhin Gehörschutzstöpselausführungen aus einem Paar Ohrstöpseln, die in einem bestimmten Abstand mit Hilfe eines Schnurelementes miteinander verbunden sind und an dem Körper oder der Kleidung des Benutzers befestigt werden können. Jedoch v/aren Gehörschutzstöpselausführungen dieser Art bisher im wesentlichen auf aus ungeschäumten Polymer- oder Elastomerstoffen bestehende Ohrstöpsel beschränkt» Leider erweisen sich diese ungeschäumten Ohrstöpsel nicht als ein immer zuverlässiger Gehörschutz, wie es bei den Gehörschutzstöpseln aus plastifiziertem Polymerschaumstoff der Fall ist. Es ist vorge·^· schlagen worden, eine flexible thermoplastische Schnur an die aus plastifizieren thermoplastischen Schaumstoffen bestehenden Gehörschutzstöpsel thermisch anzuschweißen. Dies konnte jedoch bisher auf der Basis einer zweckmäßigen Montagelinie noch nicht mit Erfolg durchgeführt werden. Im Fachgebiet war man allgemein der Meinung, daß Ultraschallverschmelzen oder -schweißen von plastifizierten Polyvinylchloridstoffen nicht möglich ist. Es zeigt

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sich auch, daß ein Aspekt des Problems in der Tendenz von thermoplastischen Polymerschauiastoffen zum raschen Zusammenfallen bei der Anwendung von Schweißwärme zu sehen ist, so daß eine erhebliche Verformung des Ohrstöpsels und eine überaus .schwache Verschweißung oder Vereinigung zwischen dem Gehörschutzstöpsel und dem thermoplastischen Schnurelement die Polge sind.

Ziel der Erfindung

Ziel dsr Erfindung ist eine aus Ohrstöpseln bestehende Gehörsciiutzvorriohtung, die sich bei guter Qualität und Gebrauchswerte!genschaften sehr effektiv herstellen läßt*

ffarleguns; des Wesens der Erfindung

.Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine aus Ohrstöpseln bestehende Gehörschutzvorrichtung und deren Herstellungsverfahren zu schaffen, bei der die aus plastifizierten thermischen Schaumstoffen bestehenden Ohrstöpsel flexibel miteinander verbunden und dand.t gegen versehentliches Verlieren gesichert sind·

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Gehörschutzvorrichtung aus mindestens einem Schnurelement aus einem flexiblen plastifizieren thermoplastischen Material besteht_s v/obei die Enden der (des) Schnurelemente (s) mit Hilfe von Ultraschall an ein Paar aus einem plastifisierten 'thermoplastischen Polymerschaumstoff bestehende Ohrstöpsel angeschweißt Bind·

'iiie.iteriiiη besteht das erfInclungsgemäße Verfahren darin,

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daß der aus thermoplastischem Schaumstoff bestehende Ohrstöpsel auf eine starre Auflage gelegt und das mit dem Ohrstöpsel zu verbindende Ende des Schnurelements an der entsprechenden Stelle des Ohrstöpsels angeordnet wird. Weiterhin wird ein Ultraschallwandler im Verhältnis zu der starren Auflage so angeordnet, daß zwischen beiden ein bestimmter Abstand bzw. Zwischenraum entsteht. In diesem Zwischenraum befinden sich der Ohrstöpsel und das Ende des mit dem Ohrstöpsel zu verschweißenden Schnurelements, die gleichzeitig zusammengedrückt werden. Durch den Ultraschallwandler v/erden die Materialien der beiden erhitzt und verschweißt.

Die Schweißstelle wird anschließend noch in dem von Ultraschallwandler und starrer Auflage gebildeten Zwischenraum unter die Erweichungstemperatur abgekühlt.

Durch die Möglichkeit, Schaumstoffe mit anderem Plastinaterial zu verschweißen, kann eine Gehörschutzvorrichtung geschaffen werden, die einen guten Gehörschutz gewährleistet und bei der weiterhin die Ohrstöpsel gegen versehentliches Verlieren gesichert sind.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 : eine schematische und perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Gehörschutsvorrichtung;

Pig* 2i eine schematische und perspektivische Ansicht einer v/eiteren Ausfuhrungsform der erfindungsge-

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mäßen Gehörschutzvorrichtung und

Pig. 3ί die scheinatische Darstellung der Anwendung der erfindingsgemäßen Gehörschutzvorrichtung gemäß Fig. 2.

Gemäß Fig. 1 besteht die erfindungsgemäße Gehörschutzvorrichtung aus einem Paar Ohrstöpseln 5, die je aus einem plastifizieren thermoplastischen Polymerschaumstoff gefertigt sind, und mindestens einem Schnurelement 7 aus einem flexiblen plastifizierten thermoplastischen Polymer. Jedes Ende 9 des Schnurelementes 7 ist mit Hilfe von Ultraschall mit dem einen der beiden Ohrstöpsel 5 verschweißt« Ganz allgemein können die Ohrstöpsel 5 aus irgendeinem geeigneten plastifizierten thermoplastischen Polymerschaumstoff bestehen. Daher können generell geschäumte Polymere von Äthylen, Propylen, Vinylchlorid, Vinylacetat, Diisocyanat, Celluloseacetat oder Isobutylen verwendet werden. Im allgemeinen bevorzugt man Vinylchlo™ ridhomopolymere und -copolymere, die mindestens 85 Masse-% Vinylchlorid und bis zu 15 Kasse-^S andere Monomere wie Vinylidenchlorid enthalten; Vinylester von Carbonsäuren, z« B. Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat und Vinylbensoat; Ester ungesättigter Säuren, z. B» Aiky!acrylate wie Methylacrylat, Ithylacrylat, Propylacrylat, Butylacrylat, Allylacrylat und die entsprechenden Ester der Methacrylsäure; aromatische Vinylverbindungen., z. B. Styrol, o~Chlo.rsty.rol, p-Chlorstyrol, 2,5-Mchlorstyrol, 2,4--Di" chlorstyrol p^Äthylstyrol_} Vinylnaphthalin und -Methylstyrol; Diene wie Butadien mid Chlorbutadien; ungesättigte Amide wie Acrylsäurearnid und Aoryl.säureanilid;-ungesättigte'Nitrile wie icrylsaurenitridι und Ester von

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ß-ungesättigten Carbonsäuren, ζ. B. die Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Butyl-, Amyl-, Hex^l-, Heptyl-, Octyl-, Allyl-, Methallyl- und Phenylester von Malein-, Croton- und Fumarsäure und dergleichen. Es ist auch ganz besonders günstig, wenn die Ohrstöpsel 5 aus einem plastifizierten thermoplastischen Polymerschaumstoff bestehen₅ der eine ausrei- · chende Menge eines organischen Weichmachers enthält.

Das Schnurelement 7 kann im wesentlichen aus jedem beliebigen flexiblen plastifizierten thermoplastischen Material bestehen· Das Schnurelement 7 besteht vorzugsweise aus einem ungeschäumten plastifizierten thermoplastischen Polymer, welches nur wenige bzw. keine Hohlräume aufweist. Außerdem bevorzugt man gewöhnlich das Schnurelement 7 in einer Einstrangausführung, im Gegensatz zu geklöppelten oder verdrallten MehrStrangausführungen. Zur Gewährleistung von Verträglichkeit empfiehlt es sich im allgemeinen, daß das für das erfindungsgemäße Schnurelement 7 verv/endete thermoplastische Polymer dem für die Herstellung der Ohrstöpsel 5 verwendeten Polymer chemisch ähnlich ist. Wenn beispielsweise die Ohrstöpsel 5 aus einem Polymer oder Copolymer oder Gemischen besteht, worin das vorherrschende Monomer Vinylchlorid ist, dann empfiehlt es sich normalerweise, daß das für die Herstellung des Schnurelementes 7 benutzte thermoplastische Material auch vorwiegend aus Vinylchloridpolymer besteht. Es ist weiterhin erstrebenswert, daß das Schnurelement 7 flexibel und weich ist, damit es sich dem Körper des Benutzers gut anpaßt und eine Schallübertragung vom Schnurelement 7 auf die Ohrstöpsel 5 abgeschwächt wird. Gewöhnlich genügt dafür die Verwendung einer ausreichenden Menge Weichmacher in der Zusammensetzung. Schließlich sollte das Schnurelement 7 so fest

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sein, daß es seine vorgesehene Aufgabe, die Ohrstöpsel 5 am Träger zu befestigen, erfüllt* Andererseits sollte die Festigkeit des Schnurelements 7 so gewählt werden, daß es im Falle einer Verwicklung mit Maschinenteilen oder anderen Geräten keine Gefahrenquelle für den Träger darstellt. Diese Einstellung der Festigkeit des Schnurelementes 7 kann normalerweise ohne Schwierigkeiten durch geeignete Zusammensetzung des für die Herstellung verwendeten thermoplastischen Materials und/oder durch entsprechende Wahl seiner Querschnittsabmessung erreicht werden« Die Länge des Schnureleinentes 7 ist sehr unterschiedlich, und es soll die Feststellung genügen, daß die Länge selbstverständlich so 'gewählt v/erden muß, daß die Ohrstöpsel 5 für den Gebrauch den erforderlichen Abstand haben und ausreichende Zusatzlänge für die Befestigung des Schnurelementes 7 an einem passenden Kleidungsstück des Trägers vorhanden ist. Andererseits darf das Schnurelement 7 auch nicht so lang sein, daß es eine Gefahr bildet oder die Tätigkeit des Trägers stört.

Wie bereits erwähnt, ist vorgesehen, daß das Schnurelement 7 in irgendeiner beliebigen Weise am Träger befestigt wird» Beispielsweise kann, wenn ein Schutzhelm getragen wird, eine geeignete Klammer zum Befestigen des Schnurelementes 7 am Schutzhelm·verwendet werden. Andererseits kann das Schnurelement an die vom Benutzer getragene Kleidung angesteckt oder anderweitig daran angebracht'v/erden.. In der in den Pigc 2 und 3 gezeigten erfind ungs gemäße η Ausführungs™ form sind solche zusätzlichen Vorkehrungen für die Befestigung des Schnureleinentes 7 nicht erforderlich· Aus den Figuren geht hervor, daß diese Konstruktion aus einera Paar Ohrstöpsel 10 besteht, die mit Hilfe von zwei Schnurelementen 13 bsw· 15, die gleiche, ode:·? unterschiedliche Längen

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haben können, miteinander verbunden sind. Wie in Pig. 3 deutlicher dargestellt ist, kann diese Ausführung als Halsband verwendet werden, bei dem das Schnurelement 15 nach dem Einsetzen der Ohrstöpsel 10 in die Gehörgänge vorn am Träger herunterhängt, während das Schnurelement 13 hinten am Hals des Trägers hängt. Sollte sich der eine oder sollten sich beide Ohrstöpsel 10 lösen, dann können sie durch diese Halsbandkonstruktion nicht verlorengehen.

Ein wichtiger Gesichtspunkt der verbundenen erfindungsgemäßen Ohrstöpsel 5 bzw. 10 ist die Anwendung von Ultraschallenergie zum Anschweißen der Enden 9 der plastifizierten thermoplastischen Schnurelemente 7; 13 und 15 an die plastifizierten thermoplastischen Schaumstoff-Ohrstöpsel 5 bzw. 10. Unter Hinweis auf Pig. 1 zur Erläuterung kann dieses Ultraschallschweißen so ausgeführt werden, daß ein Teil der Seitenwand 8 vom Ohrstöpsel 5 auf einem metallischen Amboß aufliegt. Das Ende 9 des Schnurelementes 7 wird an das Ende vom Ohrstöpsel 5 gelegt und ein Ultraschallwandler oder "Horn" wird so gegen das Ende 9 gedruckt, daß ein Zwischenraum entsteht, in dem. das Ende 9 fest gegen den Polymerschaumstoff des Ohrstöpsels 5 gedruckt wird. Die Berührungsflächen zumindest des Auflageambosaes sollten möglichst kordiert oderanderweitig gemustert sein, um ein besseres Zusammenfügen der zu schweißenden thermoplastischen Teile zu gewährleisten. Der Ultraschallwandler wird mit der erforderlichen Energie und für die ausreichende Zeitspanne erregt, damit das thermoplastische Tfeterial des Endes 9 vom Schnurelement 7 zusammen mit dem Schaumstoff des Ohrstöpsels 5 erweicht wird. Als geeignet haben sich Ultraschallfrequenzen von etsva 20 kHz/s oder darüber bei Leistungsabgaben von etwa 380 V/att, mechanisch, erwiesen.

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Die Einwirkungsdauer der Ultraschallenergie wird sehr kurz sein und im allgemeinen bei etwa O₅3 Sekunden liegen. Hach Beendigung der Ultraschallbearbeitung wird die geschweißte Verbindung so lange in dem Zwischenraum zwischen dem Wandler und dem Amboß gehalten, bis die entstandene Schweißstelle unter ihre Erweichungstemperatur abgekühlt ist. Die erforderliche Abkühlzeit wird unter Unigebungstemperaturbedingungen auch ziemlich kurz sein.

Die mit Hilfe des Ultraschallschweißens nach der oben dargelegten Technologie hergestellten Schweißstellen der thermoplastischen Verbindungen sind durch ihre relative Festigkeit und die Tatsache gekennzeichnet, daß eine klare Trennungslinie zwischen dem thermoplastischen Schaumstoff material und dem Schweißmaterial vermieden wird, so daß eine gleichmäßigere Verteilung der später auf die Schweißstelle aufgebrachten physikalischen Lasten möglich ist und unnötige Spannungskonsentrationen darin vermieden werden«

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Ultraschallschweißtechnik lassen sich leicht verbundene Gehörschutzstöpselkonstruktionen unter Verwendung von Ohrstöpseln herstellen, die aus plastifizieren Polyvinylchloriaschaumstoffen mit erheblichen Mengen organischer Y/_eichmaeher und einem stranggepreßten, stark plastifizieren flexiblen Ei ns t rang-Po Iyvinylchlorid-Sciinureleinent mit einem -Durchmesser von etwa O₅OSO Zoll bestehen. Die Bindekräfte solcher Schweißstellen liegen normalerv/eise im Bereich von etwa 2 bis 2,5 Pounds, was für die Zwecke der erfindungsgemäßen verbundenen · Gehörschutsötöpselkonstruktionen vollkommen ausreicht»

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Nach der Beschreibung der Erfindung wird es Fachleuten deutlich sein, daß verschiedene Veränderungen und Modifikationen der erfindungsgemäßen Ausführungsformen, die speziell in der obenstehenden Beschreibung und den Zeichnungen verdeutlicht wurden, möglich sind. Es v/ird daher betont $ daß die hier dargelegten Konzeptionen lediglich durch den angefügten Erfindungsanspruch begrenzt werden·

Claims

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Erfindungsanspruch

1. Gehörschutzvorrichtung, bestehend, aus Ohrstöpseln, gekennzeichnet dadurch, daß ein Paar Ohrstöpsel (5) aus einem plastifiziertsn thermoplastischen Polymerschaumstoff_s die mit Hilfe mindestens eines flexiblen Sehnurelementes (7) aus einem plastifizieren thermoplastischen Material im Abstand miteinander verbunden sind, wobei die Befestigung des Schnurelementes (7) an den Ohrstöpseln (5) durch Ultraschallschweißung der Enden (9) durch Schnurelement (7) an das Polymerschaumstoffmaterial der Ohrstöpsel (5) erfolgt.

2. Gehörschutzvorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß zwei einzelne und getrennte Schnurelemente (13; 15) an den Ohrstöpseln (10) angebracht sind, wobei die Schnurelemente (13; 15) zusammen ein Halsband bilden, das um den Hals getragen werden soll.

3« Gehorschutzvorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch» daß der thermoplastische.Polymerschaumstoff der Ohrstöpsel (5 bzwβ 10) eine ausreichend große Menge organischen Weichmacher enthält, damit der Schaumstoff eine Regenerierungsgeschvrindigkeit bei einer Zusammendrückung von 60 % auf eine Zusammendrückung von 40 % von 1 bis 60 Sekunden und einen·Gleichgewichtsdruck bei 40 % Zusammendrückung von 0,2 bis 1,3 psi erhält.

4. Gehörschutzvorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Polymerschaumstoff der Ohrstöpsel (5 bssw· 10) aus. einem Homopolymer oder Kopolymer mit mindestens 85 Masse-?» Vinylchlorid besteht.

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5· Gehörschutzvorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die flexiblen Schnurelemente (7; 13» 15) durch entsprechende Plastifizierung des für seine Herstellung verwendeten plastifizieren thermoplastischen Materials ausreichend v/eich sind.

6. Gehörschutzvorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß es sich bei dem Schnurelement (7; 13 bzw. 15) um eine Einstrang-Konstruktion handelt.

7» Gehörschutzvorrichtung nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß das Schnurelement (7; 13 bzw. 15) aus einem Homopolymer oder Kopolymer von Vinylchlorid besteht.

8. Herstellungsverfahren für eine Gehörschutzvorrichtung nach den Punkten 1 bis 8 durch thermisches Anschweißen eines aus einem flexiblen plastifizierten thermoplastischen Material bestehenden Elements an einen aus einem plastifizierten thermoplastischen Polymerschaumstoff bestehenden Gegenstand, gekennzeichnet dadurch, daß der für das Schweißen vorgesehene Abschnitt des thermoplastischen Schaumstoffes auf eine starre Auflage gelegt wird, das Element an den unterstützten Abschnitt des Schaumstoffes angrenzend hingelegt wird, ein Ultraschallwandler für das Element eingesetzt wird und der Ultraschallvvandler von der starren Unterlage so weit weggerückt wird, daß ein bestimmter Zwischenraum dazwischen entsteht, in dem das Element gegen den gestützten Schaumstoffabschnitt gerichtet wird, der Wandler mit so viel Energie und so längs erregt wird» daß die plastifizierten thermoplastischen Stoffe des Elementes und des gestützten Schaumstoffabschnittes weich werden und

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die entstandene Schweißstelle unter die Erweichungstemperatur gekühlt wird, wobei, die Schweißverbindung in dem Zwischenraum belassen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen