DE10125076C1 - Lungenautomat für Preßluft-Atemgeräte - Google Patents

Abstract

Ein Lungenautomat für Pressluftatemgeräte mit einer durch die Atmung betätigbaren Membran (2) zur Steuerung der Luftzufuhr weist an einem Absperrhebel (1) zum Arretieren der Membran in einer Betriebspause einen Hebelbefestigungsformkörper (5) auf, der durch ein erstes Federelement (4) in einer Freigabe- oder einer Sperrposition gehalten ist. Ein zweites, in Längsrichtung begrenzt bewegliches Federelement (10) dient als Sicherheitshalterung, um den Absperrhebel bei äußerer mechanischer Einwirkung auf den Lungenautomaten in der Sperrposition zusätzlich zu arretieren.

Description

Die Erfindung betrifft einen Lungenautomat für Pressluft­ atemgeräte, mit einer zur Erzielung eines Überdrucks durch eine Druckfeder belasteten und durch die Atmung be­ tätigten Membran zur Steuerung eines Ventils für die Luftzufuhr sowie einen Absperrhebel zum Arretieren der Membran in einer Betriebspause.

Lungenautomaten dieser Art sind seit langem bekannt. Sie sind zwischen das Druckreduzierventil eines Preßluftre­ servoirs und die Atemschutzmaske eines Benutzers geschal­ tet und dienen der Bereitstellung einer bestimmten Atem­ luftmenge mit einem für den menschlichen Organismus ge­ eigneten Druck. Die Betätigung des Ventils zur Freigabe der Luftzufuhr vom Druckminderer in den Lungenautomat er­ folgt mit Hilfe einer beim Einatmen durch den Benutzer aufgrund des erzeugten Unterdrucks bewegten Steuermem­ bran. Bei der Überdruckvariante eines Lungenautomaten wird unter der Wirkung eine auf die gegenüberliegende Membranfläche ausgeübten Federkraft ein ständiger leich­ ter Überdruck im Lungenautomaten geschaffen.

Um bei einem Überdruck-Lungenautomaten das weitere Ab­ strömen von Luft nach dessen Lösen von der Atemschutzmas­ ke bzw. nach Abnehmen der Atemschutzmaske vom Kopf des Benutzers zu verhindern oder damit nach dem Anschließen an eine Druckluftversorgung nicht sofort Luft frei ab­ strömen kann, sind die bekannten Überdruck- Lungenautomaten mit einem manuell betätigbaren Sperrme­ chanismus ausgestattet, bei dem die Steuermembran entgegen der auf diese wirkenden Federkraft in ihrer oberen Position gehalten wird. Dieser Sperrmechanismus besteht aus einem um eine Drehachse schwenkbaren Arretierhebel, dessen eines Ende an der Membran angreift und diese in der oberen Lage hält, während das gegenüberliegende Ende in der Nut einer Blattfeder verrastet ist. Wenn über das Pressluftatemgerät nach dem Anlegen der Atemschutzmaske bzw. dem Anschließen des Lungenautomaten dem Benutzer wieder Luft zugeführt werden soll, bewirkt bereits der durch das Anatmen erzeugte Unterdruck und die dabei durch die Steuermembran auf den Arretierhebel ausgeübte Kraft, dass das andere Hebelende aus der Federrast gelöst wird und der Lungenautomat wieder betriebsfähig ist. Dem ange­ strebten, bereits durch das Einatmen bewirkten leichten Freigeben des Arretierhebels steht jedoch der Nachteil entgegen, dass sich der Arretierhebel ebenso leicht durch mechanische Einwirkung auf den Lungenautomaten löst, so dass in von dem Benutzer gelöster Lage des Lungenautoma­ ten unkontrolliert Pressluft ausströmen kann und bei der erneuten Benutzung des Pressluftatemgerätes nicht zur Verfügung steht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Lungenautomaten der eingangs erwähnten Art den Umschalt­ mechanismus zum Sperren und Freigeben der Luftzufuhr so auszubilden, dass dieser zwar leicht durch das Einatmen des Benutzers gelöst wird, aber die Verriegelungsposition während einer Betriebsunterbrechung bei mechanischen Er­ schütterungen sicher beibehalten wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 ausgebildeten Lungenau­ tomaten gelöst.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht mit anderen Worten zum einen in der Anordnung eines mit geringer Reibung an dem schwenkbaren Hebelbefestigungsformkörper angreifenden ersten Federelement. Dieses Federelement ist in der Lage, den Absperrhebel während des Betriebes des Lungenautoma­ ten an einem Anschlag sicher zu fixieren, und steht damit der freien Beweglichkeit der Membran nicht entgegen. Beim manuellen Umlegen des Absperrhebels in die Sperrposition während einer Betriebsunterbrechung wird der Hebelbefes­ tigungsformkörper mit Unterstützung des ersten Federele­ ments hinter einem zweiten Federelement zusätzlich ver­ rastet. Dieses zweite Federelement ist jedoch in Längs­ richtung in begrenztem Maße so beweglich, dass es sich bei in Betriebspausen unvermeidlichen Erschütterungen des Lungenautomaten den Hebelbefestigungsformkörper noch wei­ ter überdeckt und diesen noch besser fixiert. Bei der er­ wähnten Inbetriebnahme des Lungenautomaten wird das zwei­ te Federelement beim Einatmen durch den Formkörper ohne merklichen Widerstand wieder nach oben bewegt. Danach können die auf den Formkörper wirkenden Federkräfte des ersten und zweiten Federelements durch das Einatmen leicht überwunden werden.

Der vorgeschlagene Umschaltmechanismus gewährleistet bei Betriebspausen ein sicheres Sperren der Luftzufuhr, da der in Sperrstellung befindliche Absperrhebel auch durch auf den Lungenautomaten wirkende Schläge nicht freigege­ ben werden kann. Das ungewollte Abströmen von Luft ist dadurch ausgeschlossen. Trotz der sicheren Verriegelung kann der Sperrhebel aber durch bloßes Anatmen sofort wie­ der in die Betriebsstellung gebracht werden, da das zwei­ te Federelement durch den Formkörper leicht verschoben werden kann und dann zur endgültigen Freigabe des Ab­ sperrhebels nur noch geringe Federkräfte zu überwinden sind. In der Betriebsstellung ist der Absperrhebel durch das erste Federelement ebenfalls sicher fixiert.

In Ausgestaltung der Erfindung ist das erste Federelement eine in Längsrichtung belastete Blattfeder, die an ihren schmalen Stirnseiten in einer Nut des Hebelbefestigungs­ formkörpers sowie in einer Nut an einem feststehenden Teil des Lungenautomaten reibungsarm abgestützt ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfasst das zwei­ te Federelement (Sicherheitshalterung) eine beweglich ge­ führte Gleitschiene, die an der Seite des Hebelbefesti­ gungsformkörpers ein Rastfederelement aufweist. Das Rast­ federelement besteht aus einem etwa halbkreisförmigen Aufnahmeteil zur Überdeckung des Hebelbefestigungsform­ körpers und einer Schräge zum Anheben des zweiten Feder­ elements beim Umschalten in die Sperrposition. Am anderen Ende der Gleitschiene ist ein Anschlagwinkel vorgesehen, um die Längsbewegung des zweiten Federelements (Sicher­ heitshalterung) in beiden Richtungen zu begrenzen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Hebel­ befestigungsformkörper im Verriegelungsbereich mit dem Rastfederelement eine gerundete Gleitfläche auf, um durch seine Drehbewegung entlang der Schräge bzw. in dem Auf­ nahmeteil das zweite Federelement leicht bewegen zu kön­ nen.

Aus den Ansprüchen ergeben sich weitere Merkmale und vor­ teilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Fig. 1 bis 5 geben in einer schematischen Darstellung die verschiedenen Schalt­ positionen eines Umschaltmechanismus für einen Überdruck- Lungenautomaten wieder.

Fig. 1 zeigt den Umschaltmechanismus in der manuell gesperrten, aber entlasteten Position;

Fig. 2 zeigt den Umschaltmechanismus nach Fig. 1 in einer nach einer Erschütterung durch Schlageinwirkung weiterhin für die Luftzu­ fuhr gesperrten Position;

Fig. 3 zeigt den Umschaltmechanismus nach dem Anatmen und während des Betriebes;

Fig. 4 zeigt den Umschaltmechanismus beim Ab­ schalten durch manuelle Betätigung;

Fig. 5 zeigt den Umschaltmechanismus beim Um­ schalten von der Sperrposition in die A­ temposition.

Gemäß den Fig. 1 bis 5 umfaßt der Umschaltmechanismus einen schwenkbar gelagerten Absperrhebel 1, der in der oberen, beispielsweise in Fig. 1 dargestellten Position einen Anschlag für eine unter ständiger Wirkung eine Ü­ berdruckfeder (nicht dargestellt) stehende, mit einer durch die Atmung betätigten Membran (nicht dargestellt) verbundenen Membranplatte 2 bildet. Diese Membranplatte 2 ist über ein Hebelsystem (nicht dargestellt) mit einem Schließmechanismus für ein Ventil 3 verbunden, über das die Luftzufuhr aus einem Druckluftreservoir mit Druckmin­ derer (nicht dargestellt) freigegeben oder gesperrt wird. Während der Benutzung eines Pressluft-Atemgerätes befin­ det sich der Absperrhebel 1 ständig in der in Fig. 3 dar­ gestellten unteren Position und ist unter der Wirkung ei­ ner Blattfeder 4 an einem von dem Ventil 3 gebildeten An­ schlag federnd gehalten. Somit kann sich die Membranplat­ te 2 unter der Wirkung des bei jedem Atemzug erzeugten Unterdruckes nach unten (in Richtung des am Ventilan­ schlag gehaltenen Absperrhebels 1) bewegen. Nach jedem Atemzug wird die mit der Membran verbundene Membranplatte 2 wieder nach oben gedrückt und das Ventil 3 geschlossen, so dass der gewünschte Überdruck in dem Lungenautomat durch die von oben auf die Membranplatte 2 wirkende Über­ druckfeder aufrechterhalten wird.

Der Absperrhebel 1 ist mit einem Hebelbefestigungsform­ körper 5 verbunden, der in einem Drehgelenk 6 schwenkbar gelagert ist. Der Formkörper 5 dient im Zusammenwirken mit der Sperrfeder 4 dazu, den Absperrhebel 1 entweder in der unteren Position, d. h. in der Betriebsposition, zu halten oder in der oberen Position, in der die Luftzufuhr vollständig gesperrt ist, zu fixieren. Die Blattfeder 4 weist eine mittige Ausbauchung 4a auf und ist unter Fe­ derspannung an ihren beiden stirnseitigen Kanten in einer keilförmigen Nut 7 des Hebelbefestigungsformkörpers 5 bzw. in einer keilförmigen Nut 8 eines Führungselements 9 gehalten und gelagert. Diese Ausbildung und Anordnung der Sperrfeder 4 gewährleistet eine reibungsarme Bewegung des Absperrhebels 1, so dass bei der Inbetriebsetzung des Lungenautomaten aus der Sperrstellung nur unerhebliche Gegenkräfte zu überwinden sind und der Absperrhebel 1 durch bloßes Anatmen in die unter Position, d. h. die Be­ triebsstellung, bewegt wird. Die Außerbetriebsetzung des Lungenautomaten, d. h. die Unterbrechung jeglicher Luftzu­ fuhr, wird mit Hilfe einer am Gehäuse des Lungenautomaten angebrachten Drucktaste, die in Fig. 4 mit dem Pfeil F angedeutet ist, erreicht. Bei Betätigung der Drucktaste wird der Formkörper 5 in die in Fig. 1 dargestellte, im wesentlichen senkrechte Lage gebracht und in dieser Posi­ tion zum einen durch die Blattfeder 4 und zusätzlich durch die Sicherheitshalterung 10 gehalten.

Damit sich der Absperrhebel 1 aber nicht durch Erschütte­ rungen selbsttätig in die untere Position, d. h. die Be­ triebsposition, bewegt, in der unter der Wirkung des auf die Membranplatte 2 wirkenden Federdruckes ständig Luft entweichen kann, ist zusätzlich zur Blattfeder 4 eine Si­ cherheitshalterung 10 vorgesehen. Diese Sicherheitshalte­ rung 10 umfaßt eine Gleitschiene 11, einen am unteren En­ de der Gleitschiene 11 vorgesehenen Anschlagwinkel 12 und eine am oberen Ende der Gleitschiene 11 abgewinkeltes Rastfederelement 13. Die Gleitschiene 11 ist im Abstand vom Drehgelenk 6 des Hebelbefestigungsformkörpers 5 in dem Führungselement 9 geführt und entsprechend dem Ab­ standsmaß zwischen dem Führungselement 9 und einen von dem Gehäuse des Lungenautomaten gebildeten Anschlag 14 gemäß dem Pfeil A beweglich. Das Rastfederelement 13 ist durch ein sich an die Gleitschiene 11 anschließendes, et­ wa halbkreisförmig gewölbtes Aufnahmeteil 13a und eine von dessen Ende schräg nach oben abstehende Schräge 13b gebildet.

Bei Betätigung der Drucktaste (Pfeil F) zur Außerbetrieb­ setzung des Lungenautomaten gleitet das abgerundete Ende des Hebelbefestigungsformkörpers 5 zunächst entlang der Schräge 13a, so dass die Sicherheitshebelhalterung 10 in die obere Lage gelangt, in der der Anschlagwinkel 12 am Führungselement 9 anschlägt. Danach rutscht das abgerun­ dete Formkörperende unter Überwindung der Federkraft des Rastfederelements 13 in das Aufnahmeteil 13a.

Damit ist der Absperrhebel 1 in der Sperrposition sowohl durch die Blattfeder 4 als auch durch die Sicherheitshal­ terung 10 fixiert. Der Absperrhebel 1 kann sich aber auch infolge einer durch Schlageinwirkung erzeugten Erschütte­ rung nicht selbsttätig verstellen, da in diesem Fall die Sicherheitshalterung 10 aufgrund ihres Eigengewichts bis zum Anschlag nach unten gleitet und der Hebelbefesti­ gungsformkörper 5 noch sicherer in dem Aufnahmeteil 13a verriegelt ist. Trotz dieser sicheren Verriegelung des mit dem Absperrhebel 1 verbundenen Hebelbefestigungsform­ körpers 5 kann der Lungenautomat durch bloßes Anatmen wieder in Betrieb gebracht werden, da durch den auf die Membranplatte 2 wirkenden Druck die Sicherheitshalterung 10 leicht bis zum Anschlag des Anschlagwinkels 12 an das Führungselement 9 nach oben verschoben und anschließend die Federkraft des Rastfederelements 13 sowie der Blatt­ feder 4 überwunden wird.

Mit dem zuvor beschriebenen Umschaltmechanismus ist ei­ nerseits das sichere Absperren der Luftzufuhr gewährleis­ tet, so dass keine Luft aus dem Pressluftreservoir verlo­ rengehen kann. Dennoch ist aber eine sofortige Wiederin­ betriebnahme des mit dem Atemschutzgerät verbundenen Lun­ genautomaten möglich, da mit dem vorgeschlagenen Um­ schaltmechanismus die zum Halten des Absperrhebels wirk­ samen Kräfte durch bloßes Anatmen überwunden werden können. In der Betriebsstellung ist der Absperrhebel 1 eben­ falls sicher in einer unteren Anschlagposition gehalten.

Die Funktion des Umschaltmechanismus wird noch einmal an­ hand der in den Fig. 1 bis 5 wiedergegebenen Positionen erläutert.

Gemäß Fig. 1 wurde der Absperrhebel 1 gemäß dem Pfeil B nach oben - in die Sperrstellung - bewegt und wirkt (Pfeil C) auf die Membranplatte 2. Damit ist die Luftzu­ fuhr gesperrt. Die Sicherheitshalterung 10 befindet sich in der durch den Anschlagwinkel 12 begrenzten oberen Po­ sition.

Bei einer Schlageinwirkung auf den Lungenautomaten, bei der sich - gemäß Fig. 2 - die Membranplatte 2 und der Ab­ sperrhebel 1 in Richtung der Pfeile C und B bewegen, wird diese unerwünschte, mit einem Luftverlust verbundenen Be­ wegung des Absperrhebels 1 und der Membranplatte 2 ver­ hindert, indem die Sicherheitshalterung 10 nach unten fällt und somit der Hebelbefestigungsformkörper 5 voll­ ständig in dem Aufnahmeteil 13a gehalten ist.

Fig. 3 zeigt den Umschaltmechanismus in der Betriebsposi­ tion, in der der Absperrhebel 1 mit Hilfe der Blattfeder 4 fest an einen Anschlag (nicht dargestellt) gehalten ist und sich die durch das Einatmen betätigte Membranplatte 2 zum Öffnen und Schließen des Ventils 3 für die Luftzufuhr zum Benutzer frei aufwärts und abwärts bewegen kann.

Fig. 4 gibt schließlich die Außerbetriebsetzung des Lun­ genautomaten wieder. Dabei wird der Absperrhebel (1) mit­ tels der Drucktaste (Pfeil F) in Richtung des Pfeils B bewegt und die Sicherheitshalterung 10 durch die Bewegung des Hebelbefestigungsformkörpers 5 entlang der Schräge 13b in Richtung des Pfeils A nach oben verschoben bis der Anschlagwinkel 12 an das Führungselement 9 anschlägt. Bei weiterer Einwirkung auf die Drucktaste (Pfeil F) gelangt der Hebelbefestigungsformkörper 5 in die in Fig. 1 darge­ stellte Position, und zwar unter Überwindung der Feder­ kraft des Rastfederelements 13. Die biegesteife Gleit­ schiene 11 ist auch im oberen Bereich seitlich abgestützt (nicht dargestellt) und kann bei einer Kraftwirkung auf das Rastfederelement nicht seitlich ausweichen.

Fig. 5 zeigt die Inbetriebsetzung des Lungenautomaten, bei der durch das Anatmen des Benutzers und den dadurch bewirkten Druck der Membranplatte 2 gemäß Pfeil C auf den sich in Richtung des Pfeils B bewegenden Absperrhebel 1 die Sicherheitshalterung 10 bis zum Anschlag am Führungs­ element 5 angehoben und anschließend die Federkraft des Rastfederelements 13 und der Blattfeder 4 leicht überwun­ den werden kann.

Bezugszeichenliste

1

Absperrhebel

2

Membranplatte

3

Ventil

4

Blattfeder (erstes Federelement)

4

a Ausbauchung von

4

5

Hebelbefestigungsformkörper

5

a gerundete Gleitfläche

6

Drehgelenk von

5

7

keilförmige Nut von

5

8

keilförmige Nut von

9

9

Führungselement

10

Sicherheitshalterung (zweites Federelement)

11

Gleitschiene

12

Anschlagwinkel

13

Rastfederelement

13

a Aufnahmeteil

13

b Schräge

14

Anschlag

14

Pfeil F Drucktaste
Pfeil A Bewegung der Sicherheitshalterung
Pfeil B Bewegung des Absperrhebel/Hebel­ befestigungsformkörpers
Pfeil C Bewegung der Membranplatte

Claims (12)

1. Lungenautomat für Pressluftatemgeräte, mit einer zur Erzielung eines Überdrucks durch eine Druckfeder belaste­ ten und durch die Atmung betätigbaren Membran zur Steue­ rung eines Ventils für die Luftzufuhr sowie einen Ab­ sperrhebel zum Arretieren der Membran in einer Betriebs­ pause, dadurch gekennzeichnet, dass der Absperrhebel (1) mit einem schwenkbar gelagerten Hebelbefestigungsformkör­ per (5) verbunden ist, der durch eine reibungsarm gela­ gerte erste Federhalterung sowohl in der Freigabeposition als auch in der Sperrposition der Membran gehalten ist und dem als Sicherheitshalterung (10) ein zweites, in Längsrichtung begrenzt bewegliches Federelement zugeord­ net ist, hinter dem der Hebelbefestigungsformkörper (5) in der Sperrstellung zusätzlich federnd verrastbar ist und die sich bei Schlageinwirkung entsprechend ihrem Ei­ gengewicht selbsttätig verschiebt und dadurch den Hebel­ befestigungsformkörper (5) weiter umschließt.

2. Lungenautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, dass zum Erzeugen der auf den Hebelbefestigungsform­ körper (5) wirkenden ersten Federkraft eine in Längsrich­ tung belastete Blattfeder (4) vorgesehen ist.

3. Lungenautomat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, dass die Blattfeder (4) an ihren schmalen Stirnsei­ ten in Nuten (7) und (8), die sich in dem Hebelbefesti­ gungsformkörper (5) bzw. einem feststehenden Teil (9) des Ventilkörpers befinden, beweglich abgestützt ist.

4. Lungenautomat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, dass die Nuten (7, 8) schräg versetzt zueinander an­ geordnet sind.

5. Lungenautomat nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Nuten (7, 8) keilförmig aufgebildet sind.

6. Lungenautomat nach einem der Anspüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichet, dass der Hebelbefestigungsformkörper (5) auf der der Nut (7) gegenüberliegenden Seite eine ge­ rundete Gleitfläche (5a) aufweist.

7. Lungenautomat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, dass der Hebelbefestigungsformkör­ per (5) in einem Drehgelenk (6) gelagert ist und an der dem Absperrhebel (1) abgewandten, unterhalb des Drehge­ lenks (6) liegenden Seite eine Drucktaste (Pfeil F) zum manuellen Verschwenken des Absperrhebels (1) in seine Sperrstellung aufweist.

8. Lungenautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, dass die Sicheheitshalterung (10) eine in einem Füh­ rungselement (9) geführte Gleitschiene (11) ist, die an dem Ende, an dem sich der Hebelbefestigungsformkörper (5) befindet, in ein Rastfederelement (13), bestehend aus ei­ nem etwa halbkreisförmigen Aufnahmeteil (13a) und einer daran anschließenden Schräge (13b), übergeht und die am gegenüberliegenden Ende einen Anschlagwinkel (12) zur beidseitigen Begrenzung der Längsbewegung der Sicher­ heitshalterung (10) aufweist.

9. Lungenautomat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, dass die Sicherheitshalterung (10) aus einem Feder­ stahlband geformt ist, das im Bereich der geführten Gleitschiene (11) durch eine Sicke versteift ist.

10. Lungenautomat nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Sicherheitshalterung (10) im Bereich der Gleitschiene (11) auf der dem Hebelbefestigungsform­ körper (5) gegenüberliegenden Seite am Gehäuse des Lun­ genautomaten abgestützt ist.

11. Lungenautomat nach Anspruch 8 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der Hebelbefestigungsformkörper (5) in der Sperrstellung des Absperrhebels (1) zunächst teilwei­ se und bei Erschütterung des Lungenautomaten durch schwerkraftbedingtes Absenken der Sicherheitshalterung (10) weiter in dem Aufnahmeteil (13a) des Rastfederele­ ments (13) aufgenommen ist.

12. Lungenautomat nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, dass der Absperrhebel (1) in einem vom Hebelbefestigungskörper (5) entfernten Bereich abge­ winkelt oder gekrümmt ausgebildet ist.