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Die vorliegende Erfindung betrifft eine virologische Atemschutzmaske zum Schutz vor Tröpfcheninfektionen, durch die Mund, Nase und Augen gleichermaßen geschützt sind.
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Atemschutzmasken oder Atemschutzhelme mit dem Anspruch das ganze Gesicht mit gleicher Abdichtqualität zu schützen sind bekannt aus Anwendungen des Arbeitsschutzes. Hierbei wird das Gesicht gegenüber Schleifstaub, Funkenflug oder Rauch geschützt.
EP 1 809 386 B1 beschreibt einen Luftzufuhrhelm mit einem Innengasraum zwischen Gesicht und Visier, der von der Umgebungsluft über einen Stoff im Randbereich des Helms abgedichtet ist. Gefilterte Luft wird über ein externes Gebläse dem Helm zugeführt.
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DE 2711589 C2 beschreibt einen Atemschutzhelm mit einem integrierten motorischem Gebläse, bei dem Luft über ein zwischen Helm und Kopf angeordnetes Filterelement von hinten in den Helm geblasen wird, von oben nach unten über das Gesicht strömt und am unteren Ende des Visiers ungehindert ins Freie strömt.
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Atemschutzmasken, die das gesamte Gesicht schützen, sind ebenfalls bekannt aus dem Bereich der Gasschutzmasken. Hierbei gibt es verschiedene Konzepte. Bekannt aus dem militärischen Anwendungsbereich sind Masken aus elastischem, gummiartigem Material, die mit Riemen am Kopf befestigt werden. Filterelemente mit meist festem Gehäuse sind im vorderen oder seitlichen Bereich der Maske über eine Anschlussvorrichtung befestigt und können ausgetauscht werden. Die Sicht wird entweder über zwei Sichtfenster mit Scheiben vor den Augen oder einem großen stabilen Visier ermöglicht, das sich bei vielen aktuellen Anwendungen über das gesamte Gesicht erstreckt. Bei diesem Konzept weist das Visier in der Regel einen steifen Rahmen auf, an dem das Filtergehäuse und die Gummielemente befestigt sind, die die Abdichtung zum Kopf hin gewährleisten. Diese Atemschutzmasken haben aufgrund ihres Eigengewichts und des entsprechend notwendigen Anpressdrucks keinen großen Tragekomfort und das Atmen durch den Filter wird bei längerem Tragen der Maske von vielen Anwendern als anstrengend empfunden.
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Virologischer Atemschutz vor Tröpfcheninfektionen ist am weitesten verbreitet in Form von geformten Atemschutzmasken, bei denen das Filtermaterial Mund und Nase abdeckt. Die Befestigung am Kopf erfolgt über elastische Haltebänder, die bei höherwertigeren Masken z.B. der Klasse FFP2 und höher meist einstellbar sind. Bekannt sind Ausführungen mit und ohne integriertem Ventil. Bei medizinischem Einsatz im Kontakt mit infizierten Patienten werden die Augen zusätzlich über eine Schutzbrille geschützt oder mit einem umrandeten oder randlosen Gesichtsschutzvisier, das über eine Haltevorrichtung am Kopf befestigt ist.
WO 2017/152896 A9 zeigt eine bauaufwendige virologische Atemschutzmaske in Kombination mit einer Schutzbrille und einer Schutzhaube.
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Atemschutzmasken, die nur Mund und Nase bedecken, haben konzeptbedingt verschiedene Nachteile. Um die Luft durch den Filter saugen zu können, muss beim Einatmen ein gewisser Unterdruck hinter dem Filtermaterial erzeugt werden. Je kleiner der Strömungsquerschnitt an der Filterfläche ist, umso größer ist bei gleichem Luftvolumen die Strömungsgeschwindigkeit durch das Filtergewebe und umso größer ist dementsprechend der Strömungswiderstand bei gleicher Filterwirkung. Da die Filtergröße durch die Anordnung vor Mund und Nase begrenzt ist und ein in der Maskenschale integriertes Ventil den Strömungsquerschnitt durch das Filtermaterial zusätzlich reduziert, muss beim Einatmen ein entsprechender Unterdruck erzeugt werden, der das Atmen spürbar beschwerlich macht. Das Atmen wird bei mehrstündigem Dauereinsatz von vielen Anwendern als anstrengend wahrgenommen. Die Randabdichtung ist meist mit einer elastischen Gummilippe dargestellt, die sich zwar unterschiedlichen Gesichtskonturen entsprechend anpasst, jedoch an kleinen Hautfalten und Bartstoppeln insbesondere bei Bewegung der Gesichtsmuskulatur zu kleinen undichten Stellen führen kann. Bei täglichem Tragen von Mundschutzmasken im Dauereinsatz kann der ständige Kontakt der Dichtlippe mit der Haut zu Druckstellen, Scheuerstellen und Hautirritationen führen. Aufgrund des geringen Abstands zwischen Mund, Nase und Maske wird das Filtermaterial durch die Atemluft ständig befeuchtet. Das führt dazu, dass Atemschutzmasken bei dauerhaftem Einsatz im Krankenhaus mehrmals am Tag gewechselt werden müssen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine virologische Atemschutzmaske zu schaffen, die bei geringem Eigengewicht das ganze Gesicht gleichermaßen schützt, ein leichteres Atmen ermöglicht und weitere Nachteile der Mundschutzmasken nicht aufweist.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Atemschutzmaske als Vollschutz Gesichtsmaske ausgeführt ist, bei der das Filterelement nicht wie üblich vor Mund und Nase angeordnet ist sondern im oberen Teil der Atemschutzmaske außerhalb des Sichtbereiches des Visiers. Vorteilhafterweise oberhalb des Kopfes wo sich die Möglichkeit ergibt, den oben beschriebenen Strömungsquerschnitt am Filterelement sowie alle weiteren Öffnungsquerschnitte, die die Atemluft behindern können, bis hin zum Austritt am Ventil wesentlich größer zu gestalten als es beispielsweise bei Mundschutzmasken der Fall ist. Eine sehr hohe Sicherheit bezüglich Abdichtung bei gleichzeitig gutem Tragekomfort wird dadurch erreicht, dass das Dichtungselement, das das Gesicht zur Maske abdichtet, ebenfalls aus Filtermaterial besteht. Dadurch, dass bei der erfindungsgemäßen Atemschutzmaske, keine Gummiabdichtungen mit entsprechendem Anpressdruck mit der Haut in Berührung kommen, besteht kein Risiko von Scheuerstellen oder Hautirritationen. Weitere vorteilhafte Merkmale, die zu einer weiteren Erhöhung der Dichtqualität führen beinhalten die Unteransprüche.
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Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile bestehen darin, dass neben den Atemwegen auch die Augen mit gleicher Qualität vor Viren geschützt sind, und ein vergleichsweise leichtes Atmen möglich ist. Diesen beiden Ansprüchen in Kombination werden Vollschutz Gesichtsmasken nur dadurch gerecht, wenn die Luft durch eine externe Filter- und Gebläse Vorrichtung der Schutzmaske zugeführt wird. Bekannt bei oben angedeuteten Arbeitsschutzmasken sowie bei Vollschutzanzügen mit aufgeblasenen Kopfhauben. Durch aufwendige Abdichtmaßnahmen am Kopf, meist mit Gummi, haben diese Vollschutz Gesichtsmasken ein hohes Gewicht. Durch die Abdichtung am Gesicht mittels großflächigem, weichem Filtermaterial ist der notwendige Anpressdruck kleiner als bei Gummiabdichtungen. Durch Verwendung dieses vergleichsweise leichten Dichtungsmaterials und bei Verwendung einer großflächigen, leichten Kunststoffscheibe wirken nur kleine Kräfte auf den Maskenkörper. Dadurch kann dieser aus leichtem elastischem Formschaum oder Styropor dargestellt werden was letztendlich zu einem sehr geringen Gesamtgewicht führt. Und das erhöht wiederum den Tragekomfort.
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Ein weiterer Vorteil wird durch die räumliche Trennung von Filter und Ventil bewirkt. Durch den großen Abstand zueinander wird beim Atmen eine Luftströmung vor dem Visier bewirkt, die das Beschlagen der Visierscheibe reduziert. Ein Problem, dass bei Vollschutzmasken häufig auftreten kann.
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Die Abdichtung zum Gesicht mit weichem Filtermaterial darzustellen hat neben dem guten Tragekomfort einen weiteren entscheidenden Vorteil. Dieses Dichtungselement ist ohne feste Verbindung zum Maskenkörper dargestellt und wird ähnlich wie das Filterelement nach Bedarf ausgetauscht. Das erhöht die hygienische Qualität im Kontaktbereich des Gesichts und erleichtert das Desinfizieren der Atemschutzmaske nach dem Gebrauch.
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Ein weiterer Vorteil ist dadurch gegeben, dass im elastischen Maskenkörper ein plastisch verformbarer, biegeweicher Draht integriert ist, mit dem die Anlagefläche des Dichtungselements individuell an die Kopfform angepasst werden kann. Auch dieses Merkmal erhöht den Tragekomfort und die Dichtsicherheit. Mit der beschriebenen Erfindung wird eine kostengünstige Lösung dargestellt, die bei geringem Bauteilgewicht und gutem Tragekomfort großen Schutz gegen Viren bietet und dabei leichtes Atmen ermöglicht. Die Atemschutzmaske ist mit all diesen Vorteilen dadurch besonders geeignet für berufsmäßigen Dauereinsatz wie z.B. in Krankenhäusern.
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Die beschriebene Atemschutzmaske weist einen Maskenkörper auf, der aus Gewichts- und Kostengründen im Wesentlichen aus Formschaum hergestellt ist. Hierzu bietet sich vorteilhafterweise geformter, luftundurchlässiger Hartschaum an, der aus geschlossen porigem Schaummaterial besteht oder aus Schaummaterial, das beim Herstellprozess eine luftundurchlässige Oberfläche bekommt. Bei der Materielauswahl ist darauf zu achten, dass neben guter Formsteifigkeit auch eine gewisse Bauteilelastizität vorhanden ist. Damit wird bewirkt, dass sich der Maskenkörper unter Anpressdruck an unterschiedliche Kopfformen anpasst. In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist der Maskenkörper aus geformtem Styropor hergestellt. Bei beiden Ausführungsformen sind im Vergleich zu robusteren Arbeitsschutzmasken oder herkömmlichen Gasmasken große Gewichts- und Kostenvorteile möglich.
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Das Visier besteht aus einer dünnen Kunststoffscheibe ohne zusätzlichem, formgebendem Rahmenbauteil. Um ein breites Sichtfeld zu gewährleisten, ist das Visier in Bogenform um die Hochachse vor dem Gesicht angeordnet. Die Befestigung am Maskenkörper erfolgt ohne zusätzlichem Dichtelement über eine Klebeverbindung an einer Flanschfläche im vorderen Bereich des Maskenkörpers, der den gleichen Flächenverlauf aufweist wie das Visier im Kontaktbereich.
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In einer alternativen Ausführungsform, die nicht näher dargestellt ist, ist das Visier durch ein im Randbereich des Maskenkörpers angeordnetes Halteprofil über eine Clipverbindung befestigt. Die Abdichtung erfolgt in diesem Fall über ein am Rand des Visiers verlaufendes elastisches Dichtelement. Niedrige Herstellkosten werden dadurch erreicht, dass die Scheibe des Visiers in beiden Anwendungen aus flachem, biegeweichem Kunststoffmaterial gestanzt werden kann und die gebogene Form erst bei der Montage entsteht.
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Aufgrund des größeren Abstandes des Filterelements von Mund und Nase wird das Filtermaterial weniger durch die Atemluft befeuchtet und das Filterelement muss daher seltener ausgetauscht werden als das bei Mundschutzmasken der Fall ist. Durch die Reduzierung der Wechselhäufigkeit ergibt sich ein indirektes Einsparpotenzial.
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Das Filterelement besteht aus einem großflächigen, dünnwandigen Filtermaterial, und ist mit seiner Anschlussöffnung in der Art einer Steckverbindung mit dem Anschlussstutzen des Maskenkörpers verbunden. Zur Erreichung eines geringen Strömungswiderstandes weist die Anschlussöffnung und der weiterführende Luftkanal im Maskenkörper eine große Querschnittsfläche auf und erstreckt sich vorteilhafterweise nahezu über die gesamte Breite des Maskenkörpers im oberen Bereich. Um eine geringe Bauhöhe über dem Kopf zu erreichen, ist das Filterelement vorzugsweise wie eine flache Tüte aufgebaut, die bei der beschriebenen Lösung in leicht schräger Winkellage zum Maskenkörper angeordnet ist und im Anschlussbereich eine deutlich geringere Bauhöhe aufweist im Vergleich zu seiner Länge und Breite.
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Der Anschlussstutzen des Maskenkörpers ist oberhalb der Stirn des Kopfes angeordnet und ist in der beispielhaften Ausführung mit einem Winkel von ca. 15 ° zur horizontalen Ebene nach hinten gerichtet. Er kann alternativ auch in senkrechter, waagerechter oder anderer Winkellage dargestellt sein. Entsprechend sind die Öffnungen am Filterelement ausgerichtet. Das kann unterschiedliche Vorteile haben, je nach Art der Herstellung der Filterelemente. Aber auch Vorteile bei der Lage des Filterelements über dem Kopf und dem gesamten optischen Erscheinungsbildes. Die Öffnung am Filterelement ist so dargestellt, dass der Filter aufgrund der Elastizität des Filtermaterials mit definierter radialer Spannkraft in Verbindung mit dem Anschlussstutzen steht. Eine Haltekontur am Anschlussstutzen sichert zusätzlich einen festen Sitz. Auf ein zusätzliches Dichtungselement kann bei entsprechender radialer Vorspannung der beiden Kontaktpartner zueinander verzichtet werden. Um eine größere Sicherheit bezüglich Abdichtung zwischen Filterelement und Anschlussstutzen zu bewirken, kann es je nach Anwendung sinnvoll sein, ein zusätzliches Dichtelement zwischen beiden Kontaktpartner anzuordnen. Da das Filterelement ein Wechselteil ist, hat es Kostenvorteile dieses Dichtungselement am Anschlussstutzen anzuordnen.
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Das Ventilelement ist unmittelbar vor Mund und Nase angeordnet. Durch die räumliche Trennung von Ventil und Filter besteht im Gegensatz zu Mundschutzmasken keine vergleichbare Größenbeschränkung des Ventils. Daher weist das Ventil einen möglichst großen Strömungsquerschnitt auf mit entsprechend kleinerem Strömungswiderstand beim Ausatmen. Da Ventile meist mit einer dünnen Gummimembran dargestellt sind, ist mit einer größeren Querschnittsfläche des Ventils auch eine verbesserte Schallübertragung beim Sprechen gegeben.
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Um zu verhindern, dass beim Ausatmen feuchte Atemluft direkt auf die Scheibe des Visiers strömt und diese beschlägt, ist vor dem Ventil eine Atemluftführungsschale angeordnet. Diese Atemluftführungsschale deckt in ähnlicher Form wie eine Mundschutzmaske den Bereich um Mund und Nase schalenförmig ab, hat jedoch für das Zuströmen der frischen Atemluft im Randbereich hin zum Gesicht einen definierten Abstand zum Gesicht. Im oberen Bereich von Nase und Wangen ist der Abstand deutlich kleiner als im Kinnbereich in dem zufolge der Hauptanteil der Luft zuströmt. Die Atemluftführungsschale ist beispielsweise als dünne Kunststoffschale dargestellt oder alternativ aus saugfähigem Filtermaterial, um gezielt Feuchtigkeit aufzunehmen. Um noch besser zu vermeiden, dass ausgeatmete Luft nach oben ans die Visierscheibe strömt, weist die Schale im oberen Randbereich eine gebogene Flächenform auf, die sich bis zum Gesicht hin erstreckt. Bei dieser Ausführungsform ist die Atemluftführungsschale vorzugsweise ganz oder zumindest in diesem Randbereich aus weichem elastischem Material dargestellt. Der gebogene Randbereich legt sich dieser Ausführungsform ähnlich einer weichen Dichtlippe mit geringem Anlagedruck an der Haut an.
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Die Atemluftführungsschale und das Ventil sind vorteilhafterweise als eine zusammenhängende eigenständige Baueinheit dargestellt. Die Baueinheit, in Folge Ventileinheit genannt, ist in einer Öffnung der Scheibe des Visiers befestigt. Die Befestigung ist als Clipverbindung dargestellt und ermöglicht für den Austausch der Ventileinheit eine einfache Montage und Demontage. Dadurch wird die Reinigung der Atemschutzmaske vereinfacht und die Ventileinheit kann bei starker Befeuchtung oder starker Kontaminierung mit wenig Aufwand ausgetauscht werden. Im Kontaktbereich zur Öffnung der Visierscheibe ist auf der Ventileinheit ein ringförmiges, elastisches Dichtungselement angeordnet, das neben einem Dichtprofil auch eine Haltekontur aufweist, die über die seine Bauteilelastizität eine Clipverbindung zur Visierscheibe dargestellt.
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Da der Strömungswiderstand für die Atemluft beim Ausatmen am Ventilelement geringer ist als durch das Filterelement, entsteht beim Ein- und Ausatmen in der Atemschutzmaske zwangsläufig eine Luftströmung von oben nach unten. Durch die Anordnung des Anschlussstutzens im oberen Bereich des Visiers und dem entsprechenden Luftdurchtritt durch den Maskenkörper unmittelbar vor der Visierscheibe strömt die angesaugte Luft entlang der Innenseite des Visiers von oben nach unten, wodurch die Neigung des Beschlagens ebenfalls reduziert wird.
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In einer alternativen Ausführungsform wird die Ausatemluft über gezielte Gestaltung der Atemluftführungsschale in Luftkanäle geleitet, die im Maskenkörper links und rechts des Visiers ausgebildet und sich bis zum Anschlussstutzen erstrecken. Dadurch wird erreicht, dass weniger feuchte Atemluft an die Visierscheibe gelangt und diese weniger beschlägt. Da die Atemluft über den Filter ausströmt, kann je nach Ausführungsform auch auf das Ventil verzichtet werden. Die Luftkanäle können kostengünstig als tieferliegende, halb offene Kanalkonturen in der Flanschfläche des Maskenkörpers dargestellt werden. Ein geschlossener Kanal ergibt sich über die Abdeckung durch die Visierscheibe. Dieses Lüftungsprinzip ist bekannt bei Schnorchel Masken und ist in dieser Anwendung laut Verkaufsunterlagen patentrechtlich geschützt. Bei Atemschutzmasken ist diese Lüftungsprinzip bisher nicht bekannt.
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Völlig neuartig ist das Abdichtkonzept zwischen Maskenkörper und Gesicht. Zur Verbesserung des Tragekomforts und der Abdichtqualität ist das Dichtungselement aus elastischem Filtermaterial hergestellt, vorzugsweise aus weichem Filtervlies. Das Dichtungselement, in Folge Dichtungspolster genannt, ist bei diesem Ausführungsbeispiel in der Art eines ca. 40 mm breiten und ca. 5 - 10 mm dicken, umlaufenden Dichtbandes dargestellt, das sich unter Anpressdruck des Maskenkörpers an die Gesichtsform entsprechend anschmiegt. Es steht in umlaufend geschlossener Form im Kontakt mit Stirn, Wangen und größeren Bereichen des Kinns. Da diese Gesichtsbereiche nicht in einer Ebene liegen, ist das Dichtungspolster in räumlich ähnlicher Gestaltung der umlaufenden Kontaktfläche eines Gesichts nachgebildet, entsprechend gestanzt und vorteilhafterweise vorgeformt. Das verwendete Filtermaterial weist eine entsprechend hohe Elastizität auf, um kleine Unebenheiten wie Falten oder Haare an der Kontaktfläche auszugleichen. Durch die in allen Gesichtsbereichen große Kontaktfläche zwischen Dichtungspolster und Haut ist ein höherer Schutz gegeben als mit einer Gummidichtlippe, die teilweise nur Linienberührung zum Gesicht hat. Aufgrund der meist steiferen Form in umlaufender Richtung ist es mit einer Gummidichtung bei gleichem Anpressdruck sehr schwierig die gleiche Dichtqualität im Bereich kleiner Hautfalten zu erreichen.
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Die Anlagefläche für das Dichtungspolster auf der Seite des Maskenkörpers weist in der räumlichen Linienführung einen geometrisch analogen Verlauf auf. Die umlaufende Kontaktfläche des Maskenkörpers hat eine geringere Anlagebreite als das Dichtpolster und weist im Kontaktbereich eine gewölbte Oberfläche auf. Dadurch passt sich das Dichtungspolsters in seiner Ausrichtung besser an den Verlauf und der räumlichen Winkellage der Gesichtsoberfläche an.
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Da das Dichtungspolster der Hautfeuchtigkeit und der Kontaminierung von außen ausgesetzt ist, ist das Dichtungspolster als eigenständiges Bauteil dargestellt, das nach Bedarf mit geringstem Aufwand ausgetauscht werden kann. Aufgrund der vorgeformten, geometrischen Nachbildung der Anlagefläche am Gesicht weist das Gesichtspolster vor allem im Kinn und Wangenbereich einen Flächenverlauf auf, der sich ähnlich einer leicht konisch geformten Schale teilweise in den Maskenkörper hinein erstreckt. Dadurch ist die richtige Lage und Position des Dichtungspolsters am Maskenkörper vorbestimmt. Durch den Anpressdruck vom Maskenkörper in Richtung des Gesichts wird das Dichtungspolster in fester Position gehalten. Der Wechsel des Dichtungspolsters erfolgt somit nur durch Entnahme und Einlegen eines frischen Dichtungspolsters vor dem Anlegen der Atemschutzmaske.
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In einer alternativen Ausführung sind das Dichtungspolster und das Filterelement als ein zusammenhängendes Bauteil ausgeführt. Die Verbindung beider Einzelteile ist direkt unterhalb der Filteröffnung zum Anschlussstutzen dargestellt. Das erleichtert zum einen das Überziehen des Filterelements über den Anschlussstutzen und gibt dem Dichtungspolster eine vorbestimmte Lage beim Anlegen an den Maskenkörper. Filterelement und Dichtungspolster werden im Bedarfsfall somit immer gleichzeitig ausgetauscht. Damit das Dichtungspolster beim Drehen der Atemschutzmaske nicht herausklappt, ist am unteren Randbereich des Dichtungspolsters eine kleine Öffnung oder Schlaufe vorgesehen, über die das Dichtungspolster an einer Haltekontur bzw. Haltenase am Maskenkörper eingehängt werden kann.
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Für Brillenträger ist eine Ausführungsvariante der Atemschutzmaske dargestellt. Hierfür ist das Dichtungspolster und der Maskenkörper leicht modifiziert gestaltet. Das Dichtungspolster weist in dieser Variante im Bereich der beiden Brillenbügel eine größere Wandstärke zwischen Kopf und Maskenkörper auf als in den übrigen Kontaktbereichen des Gesichts. In diesem Bereich hat der Maskenkörper eine entsprechend geringere Wandstärke in Richtung Visier. Die unterschiedlichen Wandstärken des Dichtungskörpers haben einen sanften Übergang zueinander. Im Bereich des Brillenbügels weist das Dichtungspolster einen dünnen Schlitz auf, in den die Brillenbügel vor dem Aufsetzen der Atemschutzmaske eingeführt werden. Der Schlitz durchdringt das Dichtungspolster in Richtung der geöffneten Brillenbügel und ist in senkrechter Ebene angeordnet. Der Schlitz hat eine senkrechte Höhe, die etwas größer ist als gängige Brillenbügel in der Hochrichtung. Dadurch wird auch eine Abdichtung um den Brillenbügel herum bewirkt. Zur besseren Abdichtung können Varianten von Dichtungspolster dargestellt werden, die örtlich eine größere Breite in Richtung zur Visierscheibe aufweisen.
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Das Dichtkonzept weist ein weiteres Merkmal auf, das bei Vollvisier Gesichtsmasken so nicht bekannt ist. Durch die Elastizität des geformten Hartschaumkörpers ist über den Anpressdruck der Atemschutzmaske an den Kopf eine gewisse Anpassung der Grundform an den Kopf zwangsläufig gegeben. Im beschriebenen Ausführungsbeispiel weist der Maskenkörper neben seiner Elastizität zusätzlich eine plastische Verformbarkeit auf. Er kann mit Handkraft in bestimmten Grenzen plastisch verformt werden und damit im Kontaktbereich zum Dichtungspolster an unterschiedliche Gesichts- und Kopfformen angepasst werden. Hierfür ist ein plastisch verformbarer biegeweicher Draht vorgesehen, der in direktem Kontakt zum Maskenkörper steht. In der beschriebenen Ausführungsform ist der Draht als geschlossener Ring dargestellt, der eine räumlich ähnliche Geometrie aufweist wie das Dichtungspolster. Dieser Draht ist nahe der Anlagefläche des Dichtpolsters angeordnet. In der gezeigten Ausführung befindet sich der Draht unsichtbar von außen, innerhalb des Maskenkörpers. Er wird beim Herstellprozess des Maskenkörpers vor dem Einspritzen des Formschaums in die Form eingelegt. Der Draht hat eine definierte Grundsteifigkeit, die gewährleistet, dass beim Tragen der Atemschutzmaske der Maskenkörper auch bei kleinen Stößen seine Form beibehält. Der Biegewiderstand des Drahts ist so definiert, dass der Maskenkörper mit normaler Handkraft verformt werden kann. Bei Bedarf kann damit der Kontaktverlauf des Dichtelements in Trageposition am Kopf korrigiert werden.
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In der alternativen Ausführungsform, die nicht näher dargestellt ist, besteht der Maskenkörper vorwiegend aus einem geformten Styroporkörper. Da dieser weniger Elastizität aufweist, ist zwischen Dichtungspolster und Styroporkörper in umlaufend geschlossener Form ein elastisches Zwischenelement angeordnet, das fest mit dem Styroporkörper verbunden ist und vorteilhafterweise ebenfalls aus Formschaum hergestellt ist. Da die Grundsteifigkeit des Maskenkörpers durch den Styroporkörper gegeben ist, ist das Adapterelement zur Sicherstellung einer guten Abdichtung und eines guten Tragekomfort weicher und elastischer gestaltet als der Formschaumkörper in oben beschriebener Anwendung.
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Ein elastisches Halteband, das an beiden Seiten des Maskenkörpers in Augenhöhe befestigt ist, verläuft über den Ohren um den Kopf herum und bewirkt einen Anpressdruck, der die Atemschutzmaske in der gewünschten Trageposition hält. Vorteilhafterweise ist das Halteband in der Länge einstellbar. Die Befestigung ist bei diesem Anwendungsbeispiel über einen senkrecht verlaufenden Schlitz im Maskenkörper bewirkt. Das Band hat eine entsprechend große Breite, so dass über die Länge des Schlitzes im Maskenkörper ein gewisses Kippmoment abgestützt wird und ein Wackeln der Atemschutzmaske verhindert wird. Alternativ kann die Kippstabilität auch über ein zweites Halteband bewirkt werden, das ebenfalls beidseitig mit dem Maskenkörper in Verbindung steht und vorteilhafterweise mit dem ersten Halteband in Verbindung steht. Um bei Kontaminierung das Halteband einfach wechseln zu können, ist in einer besonderen Weiterbildung der Erfindung eine leicht lösbare Clipverbindung zwischen Halteband und Maskenkörper ausgebildet.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch:
- 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Atemschutzmaske in der Seitenansicht mit einer schemenhaften Darstellung eines Kopfes
- 2 das Ausführungsbeispiel der 1 in der Vorderansicht ohne Kopf
- 3 das Visier des Ausführungsbeispiels der 1 in der Vorderansicht
- 4 das Visier des Ausführungsbeispiels der 1 in der Seitenansicht im Zusammenbau mit der Ventileinheit
- 5 das Visier des Ausführungsbeispiels der 1 in der Draufsicht
- 6 den Maskenkörper des Ausführungsbeispiels der 1 in der Vorderansicht
- 7 die Seitenansicht der 6
- 8 die Draufsicht der 6
- 9 den Maskenkörper des Ausführungsbeispiels der 1 in einer vertikalen Schnittansicht zusammen mit dem Kopf und dem ersten Dichtungselement
- 10 Teilbereiche des Maskenkörpers des Ausführungsbeispiels der 1 in einer horizontalen Schnittansicht in Höhe der Wangen zusammen mit dem vorderen Bereich des Kopfes und dem ersten Dichtungselement
- 11 das erste Dichtungselement des Ausführungsbeispiels der 1 in der Ansicht von hinten in Richtung Visier
- 12 das erste Dichtungselement als Bauteileinheit mit dem Filterelement von einem alternativem Ausführungsbeispiel in der Ansicht von vorne in Richtung Gesicht
- 13 die Seitenansicht der 12 mit gestrichelten Linien die Andeutung von Teilumfängen eines Mittelschnitts
- 14 die Seitenansicht des Maskenkörpers eines alternativen Ausführungsbeispiels zu dem 12 und 13 das erste Dichtungselement und das Filterelement zeigen
- 15 eine horizontale Schnittansicht in Höhe der Brillenbügel eines alternativen Ausführungsbeispiels zusammen mit dem ersten Dichtungselement, Ausschnitten des Maskenkörpers und des Visiers
- 16 das erste Dichtungselement und den Maskenkörper des alternativen Ausführungsbeispiels der 15 in der Ansicht von hinten in Richtung Visier zusammen mit den Brillenbügeln, die nur als Schnittansichten im Bereich des ersten Dichtungselements dargestellt sind und dem Maskenkörper, der ebenfalls nur im Bereich des ersten Dichtungselements dargestellt ist.
- 17 einen kleinen Ausschnitt des horizontalen Mittelschnitts durch die Visierscheibe und der Ventileinheit stark vergrößert dargestellt.
- 18 Schrägansichten vom ersten Dichtungselement, vom Draht und vom Visier
- 19 die geänderte Luftführung in der Atemschutzmaske bei einer alternativen Ausführungsform in der Seitenansicht
- 20 die geänderte Luftführung in der Atemschutzmaske bei einer alternativen Ausführungsform in der Vorderansicht
- 21 eine horizontale Schnittansicht des Maskenkörpers und des Visiers in Höher der Wangen
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1 und 2 zeigen das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Atemschutzmaske (1) in der Trageposition am Kopf (7). Deutlich zu erkennen ist die großflächige Ausprägung des Filterelements (4), das in leicht schräger Position über dem Kopf (7) angeordnet ist. Im Hinblick auf die Gesamthöhe der Atemschutzmaske (1) weist das Filterelement (4) eine größere Länge und Breite auf gegenüber der Höhe über dem Kopf (7). Die dicken Pfeile symbolisieren die Luftströmung (15) der Atemluft, die über das Filterelement (4) eindringt und über den Anschlussstutzen (11) in den Innenraum der Atemschutzmaske (1) gelangt und direkt auf die Scheibe des Visiers (3) trifft. Sie wird angesaugt über den Spalt zwischen Gesicht und Atemluftführungsschale (8), im wesentlich im unteren Schalenbereich, wo der Abstand zum Gesicht größer ist. Mit gestrichelten Linien sind die Wandstärke und der gebogene Formverlauf der Atemluftführungsschale (8) im oberen Randbereich als Schnittansicht angedeutet, in vereinfachter Form an zwei unterschiedlichen Stellen. Durch diesen Formverlauf und dem geringen Strömungswiderstand am Ventilelement (6) strömt der größte Teil der feuchten Atemluft über das Ventilelement (6) nach außen. Dadurch wird das Beschlagen des Visiers weitestgehend verhindert. Gut zu erkennen ist, dass die Abmessungen und die Strömungsquerschnitte am Filterelement (4) und am Ventilelement (6) verhältnismäßig groß ausgebildet sind. Dadurch wird im Wesentlichen ein leichtes Atmen ermöglicht. Die Ventileinheit (5) bestehend aus der Atemluftführungsschale (8) und dem Ventilelement (6) ist in einer ersten Öffnung (16) der Scheibe des Visiers (3) befestigt. Die Atemluftführungsschale (8) ist vorzugsweise aus dünnem Kunststoff oder Filtermaterial hergestellt. Der gebogene Formverlauf im oberen Randbereich kann auch durch eine weiche Gummilippe dargestellt sein, die im leichten Kontakt zu Nase und Wangen steht. Da die Ventileinheit (5) ein sehr geringes Bauteilgewicht aufweist, ist für die Befestigung in der Visierscheibe eine Clipverbindung ausreichend, die durch eine Haltekontur (10) am zweiten Dichtungselement (12) dargestellt ist. Besser erkennbar in vergrößerter Ansicht in 17. Der Maskenkörper (2) weist im vordersten Bereich eine bogenförmige Flanschfläche (24) auf, an der das Visier (3) flächig anliegt und in diesem Ausführungsbeispiel mit ihr über eine Klebeverbindung fest verbunden ist. Das Visier (3) hat durch seine Bauhöhe und die bogenförmige Anordnung um den Kopf (7) einen großen Sichtbereich. Zwischen Maskenkörper (2) und dem Gesicht des Kopfes (7) ist ein erstes Dichtungselement (9) angeordnet. Es steht mit großer Anlagefläche ähnlich einem geschlossen umlaufenden, breiten Dichtband in Kontakt mit dem Gesicht. Durch die im mittleren Bereich zu den Ohren hin verlaufende Ausprägung des Maskenkörpers (2) wird erreicht, dass die Kontaktfläche am Gesicht einen gleichmäßigeren Verlauf mit geringen Radien hat und die gute Dichtqualität einfacher dargestellt werden kann. Bei Mundschutzmasken besteht durch die Gesichtsform zwangsläufig ein ungleichmäßigerer Kontaktverlauf der Dichtung mit dem höheren Risiko von Undichtigkeit, insbesondere bei großen, schlanken Nasen. 1 zeigt ein breites elastisches Halteband (14), das der Atemschutzmaske (1) bei entsprechender Spannkraft den notwendigen Anpressdruck am Gesicht verleiht.
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Zur Verdeutlichung sind in den 3, 4 und 5 drei entsprechende Ansichten des Visiers (3) gezeigt. Zusätzlich ist in 4 das Ventilelement (5) in seiner montierten Position dargestellt. Es soll verdeutlicht werden, wie es ausschließlich über das zweite Dichtungselement (12) in der ersten Öffnung (16) im Visier (3) gehalten ist.
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Ebenso ist zum besseren Verständnis der Maskenkörper (2) in den 6, 7 und 8 in den gleichen 3 Ansichten isoliert dargestellt.
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In 6 und 7 ist die Flanschfläche (24) gut zu erkennen, die im Kontakt mit dem Visier (3) steht.
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7 zeigt den horizontal angeordneten ersten Schlitz (20), in dem das Halteband (14) befestigt ist.
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In 8 ist die große Breite des Anschlussstutzens (11) gut zu erkennen. Der breite Luftkanal (26) ist mit gestrichelter Linie dargestellt. Anschlussstutzen (11) und Luftkanal (26) weisen einen großen Strömungsquerschnitt auf und verursachen damit wenig Strömungswiderstand.
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9 zeigt in einer vertikalen mittleren Schnittansicht das erste Dichtungselement (9) zusammen mit dem Kopf (7). Es wird darin die Kontaktbreite verdeutlicht, mit der das erste Dichtungselement (9) an der Stirn und am Kinn des Kopfes (7) anliegt. Ebenso ist am Querschnittsprofil des Maskenkörpers (2) die gerundete Form der Anlagefläche zwischen dem ersten Dichtungselement (9) und dem Maskenkörper (2) erkennbar. Analog wie es im Stirnbereich und Kinnbereich zu sehen ist, weist die Anlagefläche im gesamten Umfangsbereich eine Krümmung auf, die dem ersten Dichtungselement (9) eine bessere Anpassung an die Gesichtsfläche ermöglicht.
Ebenso erkennbar ist in diesem Schnittbild der große Strömungsquerschnitt des Luftkanals (26), der sich zwischen dem Filterelement (4) und dem Innenraum der Atemschutzmaske (1) erstreckt. Der im Maskenkörper integrierte Draht (13) ist nahe der Kontaktfläche zum ersten Dichtelement (9) angeordnet. Er ist als umlaufend, geschlossener Ring dargestellt mit einer geformten Biegelinie, die dem räumlichen Verlauf der Kontaktfläche des ersten Dichtungselements (9) entspricht. In dieser Ansicht ist der Drahtdurchmesser als nicht schraffierter Kreis dargestellt. Den Biegeverlauf erkennt man besser in 18.
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10 zeigt in einer horizontalen Schnittansicht in Höhe der Wangen, wie das erste Dichtungselement (9) am Kopf (7) anliegt. Auch hier ist die Krümmung der Anlagefläche zwischen dem ersten Dichtungselement (9) und dem Maskenkörper (2) erkennbar. Dar Draht (13) ist wie in 9 nur als Kreis nicht schraffiert dargestellt. Zu erkennen ist auch, dass die Kontaktfläche des ersten Dichtungselements (9) in dieser Schnitthöhe einen leichten Winkel (25) zur senkrechten Mittelebene aufweist.
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In 11 ist das erste Dichtungselement (9) von hinten in Blickrichtung zu Visier (3) dargestellt. Es zeigt grob die Größenverhältnisse zwischen der Kontaktfläche zum Gesicht und der gesamten Baugröße.
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12 zeigt das erste Dichtungselement (9) in zusammenhängender Baueinheit mit dem Filterelement (4) von dem beschriebenen alternativen Ausführungsbeispiel in der Ansicht von vorne in Blickrichtung des Gesichts. Erkennbar ist die große zweite Öffnung (17) die beim Anbringen des Filterelements (4) an die Atemschutzmaske (1) über den Anschlussstutzen (11) gezogen wird. Filterelement (4) und erstes Dichtungselement (9) sind direkt unterhalb der zweiten Öffnung (17) mit einander verbunden. Vorteilhafterweise bestehen beide Bauteile aus dem gleichen Filtermaterial. Für den Transport in der Verpackung können die beiden Teile an der Verbindungsstelle platzsparend zueinander gefaltet werden. Die dritte Öffnung (18) wird zur Befestigung der Baueinheit an einer Haltenase (19) eingehängt, die im unteren Bereich des Maskenkörpers (2) angeordnet ist. Die Haltenase ist in 14 dargestellt. Dadurch wird eine feste Positionierung am Maskenkörper (2) gewährleistet, so dass das erste Dichtungselement (9) vor Allem beim Abnehmen der Atemschutzmaske (1) nicht herausfallen kann.
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13 zeigt die zusammenhängende Baueinheit aus der 12 in der Seitenansicht. Die Innenkontur des Filterelements (4) ist mit gestrichelter Linie dargestellt. Hierbei werden die Größenverhältnisse des Filterelements (4) und die Wandstärke des Filtermaterials verdeutlicht. Um die tütenartige Form des Filterelements (4) herzustellen, wird vorteilhafterweise ein doppelt so langes flächiges Filtermaterial mittig umgeklappt und an beiden Seiten im Randbereich miteinander verbunden. Die leicht gebogene Linie, die in der unteren Hälfte zwischen Oberkannte und Unterkannte des Filterelements (4) verläuft, symbolisiert beispielhaft eine Trennebene, an der die obere Formhälfte mit der unteren Formhälfte des Filterelements (4) miteinander verbunden ist.
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14 zeigt den Maskenkörper (2) in der Seitenansicht, der zu der alternativen Ausführungsform gehört, die in 12 und 13 dargestellt ist. Es ist im Wesentlichen die Haltenase (19) dargestellt, an der die Baueinheit aus 13 eingehängt werden kann.
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15 zeigt in einer horizontalen Schnittansicht in Höhe von fiktiv angenommenen Brillenbügeln (23) die Bauraumverhältnisse bei einem Brillenträger. Es ist eine Ausführungsvariante dargestellt mit einem speziellen ersten Dichtungselement (9) für Brillenträger. Das erste Dichtungselement (9) weist in dieser Variante im Bereich der beiden Brillenbügel (23) eine größere Wandstärke zwischen Kopf (7) und Maskenkörper (2) auf als in den übrigen Kontaktbereichen des Gesichts. In diesem Bereich hat der Maskenkörper (2) eine entsprechend geringere Wandstärke in Richtung Visier (3). Die unterschiedlichen Wandstärken des ersten Dichtungselements (9) haben jeweils einen sanften Übergang zueinander, was in 16 verdeutlicht ist. Im Bereich des Brillenbügels (23) weist das erste Dichtungselement (9) auf beiden Seiten des Kopfes (7) einen dünnen Schlitz (21) auf, in den die Brillenbügel (23) vor dem Aufsetzen der Atemschutzmaske (1) eingeführt werden. Die beiden Schlitze (21) durchdringen jeweils das erste Dichtungselement (9) in Längsrichtung der Brillenbügel (23) und sind in senkrechter Ebene angeordnet. Die Schlitze (21) haben eine senkrechte Höhe, die etwas größer ist als gängige Brillenbügel (23) in dieser Richtung. Dadurch wird eine Abdichtung um den Brillenbügel (23) herum bewirkt. Die Schlitze (21) sind mit ihrer Öffnung in Hochrichtung in 16 dargestellt.
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16 zeigt das erste Dichtungselement (9) und den Maskenkörper (2) des alternativen Ausführungsbeispiels der 15 in der Ansicht von hinten in Richtung Visier zusammen mit den Brillenbügeln (23), die nur als Schnittansichten im Bereich des ersten Dichtungselements (9) dargestellt sind und dem Maskenkörper (2), der ebenfalls nur im Bereich des ersten Dichtungselements (9) dargestellt ist. Erkennbar ist, dass im Bereich der Schlitze (21) die Wandstärke des ersten Dichtungselements (9) jeweils großer ist als im übrigen Bereich. Ebenso dass die Wandstärke des Maskenkörpers (2) in diesem Bereich entsprechend geringer ist. Ebenfalls ist jeweils der Übergang zwischen den verschiedenen Wandstärken erkennbar.
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In 17 ist in stark vergrößerter Ansicht die Haltekontur (10) dargestellt, die das zweite Dichtungselement (12) aufweist, über die das Ventilelement (5) in der Scheibe des Visiers (3) befestigt ist. Da die erste Öffnung (16) durch die bogenförmige Krümmung des Visiers (3) am Öffnungsrand einen räumlichen Verlauf aufweist, ist das Ventilelement (5) in seiner Lage und Ausrichtung festgesetzt.
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Zur besseren Veranschaulichung sind in 18 die Schrägansichten des ersten Dichtungselements (9), des Drahts (13) und des Visiers (3) in ihrer relativen Lage zueinander dargestellt. Zur Verdeutlichung sind die Bauteile mit etwas größeren Abstände dargestellt. Gut zu erkennen ist die räumliche Verlaufsform der Kontaktfläche des ersten Dichtungselements (9).
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19 verdeutlicht die geänderte Luftführung (15) in der Atemschutzmaske (1) bei einer alternativen Ausführungsform in der Seitenansicht. Beginnend in mittlerer Höhe der Atemluftführungsschale (8) verläuft links und rechts im Maskenkörper (2) ein zweiter Luftkanal (27) nach oben bis kurz vor Beginn des ersten Luftkanals (26). Die beiden Kanäle sind jeweils komplett in der Kontaktfläche zwischen dem Visiers (3) und dem Maskenkörper (2) angeordnet. Sie sind als Vertiefungen in der Flanschfläche (24) dargestellt, und haben in vertikaler Richtung einen ähnlichen, gebogenen Verlauf wie die Flanschfläche (24). Durch die Anlage der Scheibe des Visiers (3) auf der Flanschfläche (24) ergibt sich jeweils ein geschlossener Kanal, der nur durch seinen Verlauf sowohl im Bereich der Atemluftführungsschale (8) und dem ersten Luftkanal (26) eine Verbindung zum inneren Luftraum der Atemschutzmaske (1) hat. Die Vertiefungen können vorteilhafterweise durch die Werkzeugform des Maskenkörpers (2) kostengünstig dargestellt werden. Die Atemluftführungsschale (8) ist aus biegeweichem, elastischem Material dargestellt und weist im Randbereich der oberen Bauteilhälfte eine gebogene Flächenform auf, die sich zum Gesicht hin erstreckt. Der gebogene Verlauf dieser Fläche ist in vereinfachter Weise an zwei Stellen der Atemführungsschale (8) in Schnittansicht mit gestrichelter Linie angedeutet. Der gebogene Randbereich liegt mit wenig Anpressdruck an Nase und Wangen an und verhindert das direkte Anströmen der ausgeatmeten Luft an das Visier (3). Die ausgeatmete Luft wird dadurch in die beiden beschriebenen zweiten Luftführungskanäle (27) geleitet, die in dieser Höhe eine Öffnung zum Innenraum der Atemschutzmaske (1) aufweisen. Die Atemluftführungsschale (8) weist bei dieser Ausführungsform eine Baubreite auf, die sich bis in beide Randbereiche des Maskenkörpers (2) erstreckt. Mit den gekrümmten nach oben gerichteten Pfeilen ist die Luftströmung (15) der ausgeatmeten Luft nach oben in Richtung des ersten Luftkanals (26) dargestellt.
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20 zeigt den Maskenkörper aus 19 und verdeutlicht ebenfalls die Luftströmung (15) der ausgeatmeten Luft durch die beiden zweiten Luftkanäle (27) am Randbereich des Visiers (3). Dadurch strömt weniger ausgeatmete Luft in den Sichtbereich des Visiers (3) und es besteht geringere Neigung eines Beschlagens durch die Atemfeuchtigkeit.
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21 zeigt zur Verdeutlichung die beiden zweiten Luftkanäle (27) im Maskenkörper (2) in einer horizontalen Schnittansicht in Höhe der Wangen. Gut dabei zu erkennen ist, wie durch die Lage des Visiers (3) und der geformten Vertiefung in der Flanschfläche (24) ein geschlossener zweiter Luftkanal (27) dargestellt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Atemschutzmaske
- 2
- Maskenkörper
- 3
- Visier
- 4
- Filterelement
- 5
- Ventileinheit
- 6
- Ventilelement
- 7
- Kopf
- 8
- Atemluftführungsschale
- 9
- Erstes Dichtungselement (genannt Dichtungspolster)
- 10
- Haltekontur
- 11
- Anschlussstutzen
- 12
- Zweites Dichtungselement (a Ventileinheit 5)
- 13
- Draht
- 14
- Halteband
- 15
- Luftströmung
- 16
- Erste Öffnung (am Visier 3)
- 17
- Zweite Öffnung (am Filterelement 4)
- 18
- Dritte Öffnung (am Dichtungspolster 9)
- 19
- Haltenase (am Maskenkörper 2)
- 20
- Erster Schlitz (am Maskenkörper 2)
- 21
- Zweiter Schlitz (für Brillenbügel 23)
- 22
- Brille
- 23
- Brillenbügel
- 24
- Flanschfläche
- 25
- Winkel
- 26
- Erster Luftkanal (am Anschlussstutzen 11)
- 27
- Zweiter Luftkanal (im Maskenrandbereich)
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Zitierte Patentliteratur
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1809386 B1 [0002, 0051]
- DE 2711589 C2 [0003, 0051]
- WO 2017/152896 A9 [0005, 0051]
