DE3038128A1 - Atemmaske - Google Patents

Description

PATENTANWALT DIPL.-ING. H. STROHSCHÄNK

* 8000 MÜNCHEN 60 · MUSÄUSSTRASSE 5 ■ TELEFON (089) 881608

9.10.1980-SSe(5) 190-1595P

Atemmaske

Die Erfindung bezieht sich auf eine im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angeführte Atemmaske.

Insbesondere bei zur Benutzung in einer giftigen Atmosphäre, wie in mit Rauchgas gefüllten Räumen oder für militärische Zwecke zum Schutz gegen Giftgase usw. bestimmten Atemmasken ist es erwünscht und notwendig, daß in der Maske und am Einlaßventil sowohl während der Einatmung als auch während der Ausatmung ein leichter Überdruck herrscht, weil es schwierig ist, die Maske gegenüber allen unterschiedlichen Gesichtsformen der Personen hinreichend abzudichten, mit denen als ihr Träger gerechnet werden muß. Dieser überdruck wird dadurch erreicht, daß zwischen dem in unmittelbarer Verbindung mit den Atmungsorganen des Trägers stehenden, nachstehend als Atmungskammer bezeichneten Raum der Maske und der äußeren Atmosphäre eine Druckkammer vorgesehen wird, die während der Ausatemphase über ein Ausatemventil in unmittelbarer Verbindung mit der Atmungskammer steht. Während der Einatemphase ist das Ausatemventil geschlossen. Damit in der Druckkammer kein zu hoher Druck entsteht, ist sie ihrerseits mit einem weiteren Ventil versehen, welches nach der äußeren Atmosphäre hin öffnet, wenn ein vorherbestimmter Druckunterschied zwi-

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sehen der Druckkammer und der äußeren Atmosphäre erreicht ist. Ein der Zuführung von Atemgas durch eine Einlaßleitung in die Atmungskammer der Atemmaske dienendes, normalerweise geschlossenes Einlaßventil ist offen, wenn der Druck in der Atmungskammer niedriger als der in der Druckkammer herrschende Druck ist. Das bedeutet, daß das Einlaßventil während der Ausatemphase, bei der in der Atmungskammer ein gegenüber der Druckkammer höherer Druck herrscht, geschlossen und während der Einatemphase geöffnet ist.

Bei Atemventilen bewirkt die Einatmung des Maskenträgers an der Innenseite einer Steuermembrane einen Unterdruck und die dadurch an der Membrane wirksame Kraft betätigt einen Ventilmechanismus, so daß ein Atemgasstrom den Benutzer der Maske erreicht. Bei älteren Atemventilkonstruktionen mit einer Druckkammer, wie sie beispielsweise in der DE-PS 2 110 206 offenbart sind, befindet sich die Druckkammer auf der der äußeren Atmosphäre zugekehrten Außenseite der Steuermembrane, die ihrerseits zugleich die eine Wandung der Druckkammer bildet und entlang ihrem äußeren Rand im Ventilgehäuse festgelegt ist. Die Folge dieser Druckkammer ist, daß das Einatmen des Maskenträgers mehr Kraft als bei einer Atemmaske ohne Druckkammer erfordert. Daraus folgt, daß der Benutzer der Atemmaske häufig ein solches Ventil wünscht, bei dem gewünschtenfalls auf den Überdruck aus der Druckkammer verzichtet werden kann, wenn nach seiner Beurteilung die Atmosphäre in der er arbeiten muß, keine gesundheitsschädlichen Gase enthält.

In diesem Zusammenhang ist auch zu bedenken, daß die Atemmasken häufig unter erheblichen geistigen Anstrengungen ihrer Träger getragen werden müssen, die beispielsweise oft unter Zeitdruck stehen und häufig Entscheidungen ohne jede zeitliche Verzögerung treffen müssen. In solchen Situationen kann es sehr leicht vorkommen, daß eine die Maske tragende und gerade in eine sehr giftige Atmosphäre eintretende und darin arbeitende Person es in der Eile vergißt, den überdruck in der Maske wieder einzu-

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stellen, weil sie in diesem Augenblick alle anderen zu erledigenden Dinge im Kopf hat. Es liegt auf der Hand, daß dies verheerende Folgen haben kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Atemmaske gemaß der Gattung des Patentanspruchs 1 so zu vervollkommnen, daß der Atemwiderstand mit Benutzung einer Druckkammer nicht wesentlich höher ausfällt, als bei einer Atemmaske mit Ventilen ohne Druckkammer.

Die gestellte Aufgabe ist, ausgehend von der Gattung des Patentanspruchs 1 durch die in dessen kennzeichnendem Teil wiedergegebenen Merkmale gelöst.

Dadurch, daß die Druckkammer nunmehr mit der Steuermembrane lediglich eine in deren Mitte verbundene und damit als Ganzes mit dieser mitbewegliche Einheit bildet, kann die Druckkammer den durch das Ein- und Ausatmen hervorgerufenen DruckSchwankungen sehr leicht folgen, woraus sich ein entsprechend geringer Atemwiderstand ergibt.

Da die bisher bekannten Ventile vor den Atmungsorganen des Trägers einen überdruck erzeugen, der beim Einatmen verringert wird und dadurch zum öffnen des Einlaßventils führt, gelangt auch das Einlaßventil nach Abnahme der Maske, wo also überhaupt kein überdruck mehr aufrechterhalten werden kann, in seine Öffnungsstellung, was natürlich vermieden werden muß. Bei den bisher bekannten Atemmasken mit Druckkammern wurde das Problem so gelöst, daß der mit der äußeren Atmosphäre in Verbindung stehende federbelastete Teil der Druckkammer durch eine Sperrvorrichtung in einer solchen Lage gesperrt werden konnte, daß das Einlaßventil nun geschlossen bleibt. Hiernach kann die Atemmaske wie eine konventionelle Atemmaske ohne überdruck benutzt werden. Dies sollte jedoch vermieden werden, weil dann die Gefahr besteht, daß die Maske auch in einer nicht atembaren Atmosphäre ohne Überdruck benutzt wird und für den Träger eine

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fährliche Situation entstehen kann.

Demgemäß ist mit der vorliegenden Erfindung weiterhin angestrebt, die der Lehre des Patentanspruchs 1 entsprechende Atemmaske so auszugestalten, daß der zuvor ausgeschaltete Sicherheits-Überdruck selbsttätig wieder eingeschaltet wird, sobald der Benutzer die Maske angelegt und den ersten Einatemzug getan hat.

Erfindungsgemäß ist diese weitere Aufgabe durch die im Patentanspruch 3 wiedergegebene Lehre gelöst.

Andere Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Unteransprächengekennzeichnet.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigen:

Fig. 1 eine Ausführungsform der Atemmaske in einem axial zu den Ventilen verlaufenden Längsschnitt;

Fig. 2 eine Sperrvorrichtung der Atemmaske gemäß Fig. 1 in einer perspektivisch gehaltenen Seitenansicht (schräg von oben).

Ein die nachstehend noch erläuterten Ventile und die Sperrvorrichtung enthaltendes, etwa napfförmiges Gehäuse 1 der im übrigen nicht dargestellten Atemmaske ist an seiner Seitenwand nahe seinem Boden 21 mit einer Anzahl öffnungen 2 versehen, durch welche die ausgeatmete Luft in die äußere Atmosphäre abgegeben wird. Vor den öffnungen 2 ist das Gehäuse 1 mit Abstand von einem an ihm festgelegten Schutzring 3 umgeben, durch den eine im Gehäuse 1 befindliche Auslaßkammer 4 vor Staub und sonstigen äußeren Einflüssen geschützt wird. Auf den äußeren Rand des napfförmigen Gehäuses 1 ist ein etwa trichterförmiger, nachstehend als Anschlußstück 5 bezeichneter Gehäuseteil angeschraubt, der eine von der Auslaßkammer 4 durch eine nachstehend näher erläuterte Druckkammer 8 getrennte Atmungskammer 6 bildet. Die Druckkammer 8 ist durch eine

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einerseits entlang ihrem äußeren Rand und anderseits an einem in die öffnung des Gehäuses 1 eingeschraubten Ringteil 51 festgelegte Membrane 7 mit der Innenwandung des Gehäuses 1 beweglich verbunden. Die Atmungskammer 6 steht über einen Verbindungskanal 9 in direkter Verbindung mit der vor dem Gesicht des Trägers befindlichen öffnung des AnSchlußStückes 5 und eine Zuführungsleitung 10 für Atemgas steht mit der Atmungskammer 6 über ein Einlaßventil 11 in Verbindung.

Die eine bewegliche Einheit bildende Druckkammer 8 besteht im wesentlichen aus einem starren, etwa tellerförmigen inneren Wandungsteil 12 und einem starren, ebenfalls etwa tellerförmigen äußeren Wandungsteil 13 und beide Wandungsteile 12, 13 sind mit ihren konkaven Seiten einander zugekehrt.

Die Membrane 7 besteht aus einem weichelastischen Material, wie Gummi, und ist im Bereich ihrer beiden Ränder, mit denen sie einerseits am Ringteil 51 und anderseits am äußeren Rand des Wandungsteils 12 festgelegt ist, verstärkt. Im übrigen ist sie am äußeren Rand des Wandungsteils 12 nach dem äußeren Wandungsteil 13 hin verlängert und bildet dort einen gemäß Fig. 1 schräg nach oben und innen verlaufenden Flansch 16, an dem der äußere Wandungsteil 13 mit seinem äußeren Rand dicht anliegt, solange der in der Druckkammer 8 herrschende überdruck den durch eine an der Außenseite des Wandungsteils 13 abgestützte Druckfeder 19 vorherbestimmten überdruck nicht überschreitet„

An der Außenseite des am inneren Wandungsteil 12 festgelegten Teiles der Membrane 7 ist ein dieselbe am Wandungsteil 12 festhaltender Haltering 17 vorgesehen, der nach außen hin einen Ansatz bildet, der, wenn die Druckkammer 8 infolge eines den vorgesehenen überdruck übersteigenden Druckes entgegen der Kraft der Druckfeder 19 nach außen bewegt wird, an einem den Auswärtshub begrenzenden Inneubund . ^s Gehäuses 1 anschlägt, wodurch die Membrane 7 geger. eine übei ;hnung geschützt wird.

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BAD ORSGiNAL

Die die zugleich eine Dichtscheibe bildende Außenwandung 13 gegen den Flansch 16 andrückende Druckfeder 19 ist anderseits an einem Federteller 20 abgestützt, der seinerseits am Boden 21 formschlüssig und zentriert anliegt. Von der Mitte des Federtellers 20 aus ragt ein Führungsstift 22 nach innen, während der Wandungsteil 13 in seiner Mitte mit einer die Druckkammer 8 nach innen durchsetzenden Führungshülse 23 versehen ist, mittels der der Wandungsteil 13 am Führungsstift 22 axial zum Gehäuse 1 geführt ist. Der innere Wandungsteil 12 ist seinerseits mittels einer die Führungshülse 23 aufnehmenden axialen Führungshülse 24 an der Führungshülse 23 geführt. Auf diese Weise verbleiben beide Wandungsteile 12 und 13 während der Verschiebungen der Druck-

■ kammer 8 stets parallel zum Boden 21 des Gehäuses 1.

Das mit der Zuführungsleitung 10 im Halsteil des trichterförmigen Anschlußstückes 5 angeordnete Einlaßventil 11 liegt mit einer Ventilscheibe an einem Ventilsitz an und ragt mit einer axial anschließenden Ventilspindel 25 durch eine Führungsbuchse 26 hindurch in die Atmungskammer 6 hinein. Die Führungsbuchse 26 ist als ein Gewindering ausgebildet, der in eine die Zuführungsleitung 10 in die Atmungskammer 6 hinein verlängernde und gegenüber der Zuführungsleitung 10 eine größere lichte Weite aufweisende Anschlußhülse eingeschraubt ist. Im übrigen ist das Einlaßventil 11 durch eine anderseits an der Führungsbuchse 26 abgestützte Feder 27 gegen seinen Ventilsitz vorgespannt.

An das äußere Ende der Ventilspindel 25 ist ein Hebelarm 28 angelenkt, der normalerweise unter einem Winkel gegenüber der Ventilspindel 25 nach der Führungshülse 24 hin ragt und die letztere mit einer in seinem abgebogenen äußeren Ende befindlichen Öffnung 29 umgebend am inneren Wandungsteil 12 der Druckkammer 8 anliegt. Wie ersichtlich, besteht der Hebelarm 28 aus einem flachen Material und ist an seiner Anlenkungsstelle an der Ventilspindel 25 mit einem seitlichen Ansatz 30 versehen, der bei einer Einwärtsbewegung der Druckkammer 8 in die Atmungs-

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kammer 6 hinein an der Führungsbuchse 26 anliegt und im Verlaufe der weiteren Einwärtsbewegung der Druckkammer 8 mit der weiteren Schwenkung des Hebelarmes 28 zu einem öffnen des Einlaßventils 11 führt.

Im Gehäuse 1 ist weiterhin eine Sperrvorrichtung 31 vorgesehen, die in ihrer in Fig. 1 gestrichelt angedeuteten Sperrstellung den Hebelarm 28 in die in Fig. 1 ebenfalls gestrichelt angedeutete Lage bringt, in der er mit seinem äußeren Ende am Wandungsteil 12 um die Führungshülse 24 herum anliegt und über den letzteren die ganze Druckkammer 8 entgegen der Kraft der Feder 19 so weit nach dem Boden 21 des Gehäuses hin verschiebt, daß das Einlaßventil 11 zuverlässig geschlossen wird und in dieser Stellung auch bei abgenommener Atemmaske verbleibt, bis die letztere erneut von einem Benutzer aufgesetzt wird.

Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, weist die Sperrvorrichtung 31 einen schwach federnden Bügel 32 aus Stahldraht auf, dessen geradliniger Stegteil 33 in der in Fig. 2 dargestellten Sperrstellung am Hebelarm 28 anliegt und diesen gemäß der Darstellung nach oben drückt. Die beiderseits des Stegteiles rechtwinklig und parallel zueinander abgewinkelten Schenkel 34 und 35 des Bügels 32 verlaufen nach einer das Anschlußstück 5 durchsetzenden und daran gelagerten Welle 36 hin, an der sie mit ihren freien Enden festgelegt sind. Eine um die Welle 36 herum gewickelte Feder 37 ist mit ihrem einen freien Schenkel am Anschlußstück 5 und mit einem am freien Ende ihres anderen Schenkels befindlichen Haken am einen Schenkel 35 des Bügels 32 abgestützt und spannt den Bügel 32 dadurch in die in Fig. 1 dargestellte Freigabestellung der Sperrvorrichtung 31 vor, bei der der Bügel 32 vom Hebelarm 28 nach unten weggeschwenkt und an einem darunter befindlichen inneren Wandungsteil des Anschlußstückes abgestützt ist.

Die Welle 36 durchsetzt mit ihrem einen Ende das Anschlußstück 5 durch eine luftdichte Führungsbuchse nach außen, wo sie einen

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radial zur Welle 36 verlaufenden Betätigungshebel 38 trägt, der vom Träger der Atemmaske aus von Hand einerseits in die Sperrstellung und anderseits in die Freigabestellung der Sperrvorrichtung 31 geschwenkt werden kann. Ebenfalls radial zur Welle 36 erstreckt sich ein vom Betätigungshebel 28 durch einen Schlitz 39 abgeteilter Mitnehmer 40, der an seinem äußeren Ende nach der Außenwand des Anschlußstückes 5 hin einen Ansatz 41 aufweist, mit dem er in der in Fig. 2 dargestellten Sperrstellung der Sperrvorrichtung 31 nachgiebig federnd in eine in der Außenwand des An- schlußstückes 5 befindliche angepaßte Ausnehmung eingreift. Die Kraft, welche beim Schwenken der Welle 36 aus der dargestellten Sperrstellung heraus notwendig ist, damit der Ansatz 41 aus der genannten Ausnehmung herausbewegt werden kann, ist derjenigen Kraft angemessen, mit der die Druckkammer 8 bei einem Einatemzug des Benutzers der Atemmaske über den Hebelarm 28 gegen den Bügel 32 gedrückt wird, so daß der Bügel 32 durch den ersten Einatemzug des Benutzers aus der in Fig. 2 dargestellten Sperrstellung herausbewegt wird und durch die Kraft der Feder 37 in seine in Fig. 1 dargestellte Freigabestellung schnappt. Mit der entsprechenden Schwenkbewegung der Welle 36 wird auch der Betätigungshebel 38 gemäß Fig. 2 nach unten geschwenkt, womit sich der Träger der Atemmaske anhand der Stellung des Betätigungshebels 38 leicht darüber vergewissern kann, ob sich die Sperrvorrichtung 31 tatsächlich in ihrer Freigabestellung befindet.

Abweichend von dem dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel könnte die Druckkammer 8 auch unmittelbar mit dem Einlaßventil 11 zusammenwirken, in welchem Falle auch die Sperrvorrichtung 31 unmittelbar mit einem Bestandteil des Wandungsteiles 12 der Druckkammer 8 zusammenwirkt. Es sind auch noch an- dere Abwandlungen und Ausgestaltungen der Erfindung denkbar, ohne daß dadurch der in den nachstehenden Ansprüchen niedergelegte Schutzbereich der Erfindung verlassen wird.

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Claims (5)

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1. Atemmaske, in deren Ventilgehäuse zwischen einer vor den Atemorganen des Benutzers ausmündenden Atmungskammer und einer mit der äußeren Atmosphäre verbundenen Auslaßkammer eine mit beiden Kammern über je ein Ventil verbundene Druckkammer ange-

5 ordnet ist, durch welche in der Atmungskammer sowohl während der Einatmung als auch während der Ausatmung ein Überdruck erzeugt wird und durch deren der Atmungskammer zugekehrten, über eine Steuermembrane mit der Innenwand des Gehäuses beweglich verbundenen Wandungsteil mittelbar über eine Betätigungsvorrichtung oder unmittelbar ein Einlaßventil der Atemmaske für Atemgas betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (8) als ein eigener geschlossener, mit dem Gehäuse (1) lediglich über die Steuermembrane (7) verbundener und somit die Bewegungen seines der Atmungskammer (6) zugekehrten Wandungsteils (12) als Ganzes ausführender Bauteil ausgebildet ist.

2. Atemmaske nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (8) im wesentlichen aus zwei mit ihren konkaven Seiten einander zugekehrten tellerförmigen Wandungsteilen (12, 13) besteht, von denen der der Auslaßkammer (4) zugekehrte (13) mit seinem äußeren Rand gegen den äußeren Rand des der Atmungskammer (6) zugekehrten Wandungsteils (12) unter dem Druck einer den Überdruck in der Druckkammer (8) bestimmenden Feder (19) abdichtend anliegt.

3. Atemmaske nach Anspruch 1 oder 2 gekennzeichnet durch eine in ihre Freigabestellung vorgespannte und von Hand betätigbare

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Sperrvorrichtung (31), in deren Sperrstellung der bewegliche Wandungsteil (12) oder eine Betätigungsvorrichtung zwischen demselben und dem Einlaßventil (11) in einer das letztere geschlossen haltenden Stellung mit einer Kraft gehalten wird, die kleiner als die bei einem Einatemvorgang auf den Wandungsteil (12) ausgeübte Kraft ist.

4. Atemmaske nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Betätigungshebel (38) der Sperrvorrichtung (31) eine von seiner Freigabestellung unterschiedliche, vom Benutzer leicht erkennbare Sperrstellung aufweist.

5. Atemmaske nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrvorrichtung (31) einen mittel- oder unmittelbar am Wandungsteil (12) der Druckkammer (8) angreifenden Bügel (32) aufweist, dessen beide Schenkel (34, 35) an einer über eine Feder (37) in die Freigabestellung der Sperrvorrichtung (31) vorgespannten Welle (36) festgelegt sind, und daß an der Welle (36) ein Mitnehmer (40) festgelegt ist, der mit einem äußeren Ansatz (41) in der Sperrstellung nachgiebig federnd in eine zugeordnete Ausnehmung der Wandung des Gehäuses (1) eingreift.

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