DE10126633B4

DE10126633B4 - Atemventil für CPAP-Geräte

Info

Publication number: DE10126633B4
Application number: DE2001126633
Authority: DE
Inventors: Martin Dr. Baecke
Original assignee: HEPTEC GmbH
Current assignee: HEPTEC GmbH
Priority date: 2001-05-31
Filing date: 2001-05-31
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2021-06-01
Also published as: WO2003004082A1; DE10126633A1

Abstract

Atemventil für CPAP-Geräte mit:
einem Ventilgehäuse (1, 2), das so geformt ist, dass es
einen Einlass (21),
einen Ausgang (18),
eine Atemöffnung (22), wobei sich eine Ausgangsöffnung (16) zwischen der Atemöffnung (22) und dem Ausgang (18) befindet,
einen Überströmkanal (11), der den Einlass (21) mit der Atemöffnung (22) pneumatisch verbindet, wobei sich eine Überströmöffnung (12) zwischen dem Überströmkanal (11) und dem Einlass (21) befindet, bildet und
einem beweglichen Ventilkörper (3), der in einer Inspirations-Endstellung die Ausgangsöffnung (16) verschließt und in einer Exspirations-Endstellung die Überströmöffnung (12) verschließt und die Ausgangsöffnung (16) vollständig freigibt;
dadurch gekennzeichnet, dass
die Ausgangsöffnung (16) und die Überströmöffnung (12) senkrecht zur Bewegungsrichtung des Ventilkörpers (3) so angeordnet sind, dass entweder die Ausgangsöffnung (16) oder die Überströmöffnung (12) verschlossen ist.

Description

Diese Erfindung betrifft ein Atemventil für CPAP-Geräte gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die CPAP-(continuous positive airway pressure) Therapie wird in Chest. Volume No. 110, Seiten 1077–1088, Oktober 1996 und Sleep, Volume No. 19, Seiten 184–188 beschrieben. Sie soll obstruktive Atmungsstörungen verhindern. Diese führen zu Apnoen (Atemstillstand), durch die der Schlafende erwacht. Häufige Apnoen verhindern, dass der Schlafende in den erholsamen Tiefschlaf fällt. Menschen, die Apnoen während des Schlafens erleiden, sind deshalb tagsüber unausgeschlafen, was zu sozialen Problemen am Arbeitsplatz und im schlimmsten Fall zu tödlichen Unfällen, beispielsweise bei Berufskraftfahrern, führen kann.

Bekannt sind CPAP-Geräte zur Durchführung der CPAP-Therapie. Ein CPAP-Gerät appliziert mittels eines Kompressors oder einer Turbine, vorzugsweise über einen Luftbefeuchter, über einen Beatmungsschlauch und eine Nasenmaske einen positiven Überdruck bis zu etwa 30 mbar in den Atemwegen des Patienten. Dieser Überdruck soll gewährleisten, dass die oberen Atemwege während der gesamten Nacht vollständig geöffnet bleiben und somit keine Apnoen (Atemstillstände) auftreten ( DE 198 49 571 A1 ).

Daneben sind Bi-PAP- und Multilevelgeräte bekannt. Diese applizieren während des Ausatmens einen geringeren Überdruck als beim Einatmen.

Um die vom Patienten während der Behandlung ausgeatmete Luft ins Freie zu leiten, werden bei der CPAP-Therapie sogenannte Ausatemventile eingesetzt. Sie befinden sich entweder direkt an der Gesichtsmaske oder sind als Bauteil zwischen Maske und Beatmungsschlauch angebracht. Unabhängig von der Bauform im einzelnen stellen diese Ausatemventile lediglich Drosselventile dar: Sie realisieren nur unveränderliche Öffnungen nach außen und stellen damit einen Flusswiderstand für die vom Kompressor gelieferte Luft dar. Je geringer dieser Flusswiderstand ist, desto höher muss der vom Kompressor gelieferte Luftfluss sein, um einen bestimmten Überdruck in den Atemwegen des Patienten zu applizieren.

Im folgenden werden einige Hersteller von Geräten für die CPAP-Therapie mit den entsprechenden Bezeichnungen für ihre Ausatemventile aufgeführt: MAP (DE): Aero-Click^® ; Mallinckrodt (USA): Breeze^TM SleepGear^TM Mask; active exhalation valve; Respironix (USA): Profile^TM Lite Mask, Spectrum^® Reuseable Full Face Mask; ResMed (AUS): Ultra Mirage^TM Mask, Mirage^® Full Face Mask mit Unterdruck-Sicherheitsventil; MPV-Truma (DE): AirPilotMask^®; Taema (FR): Concept 5 (Maskensystem); Breas (SE): SleepNet IQ^® Nasal Mask.

Zwar ist die Fertigung dieser Ausatemventile sehr preiswert, doch ergeben sich zwangsläufig Nachteile. Ein ständiger Luftfluss nach außen zwingt das Beatmungsgerät zur Bereitstellung großer Luftmengen. Entsprechend leistungsstark sind die Kompressoren/Turbinen in den Geräten auszulegen. Die Öffnungen in den Ausatemventilen sind andererseits bei weitem nicht groß genug, d.h. der Flusswiderstand der Ausatemventile ist nicht gering genug, um die gesamte ausgeatmete Luft sofort nach außen zu leiten. Deshalb strömt der überwiegende Teil der ausgeatmeten Luft zunächst in den Beatmungsschlauch und wird teilweise bis in das Kompressorgehäuse des CPAP-Geräts zurückgedrückt.

Aufgrund der hohen Luftfeuchte der von den Patienten ausgeatmeten Luft und der – verglichen mit der Temperatur der ausgeatmeten Luft – geringeren Temperatur im Kompressorgehäuse kommt es hier zu einer Kondensation von Wasser. In Verbindung mit Feinststaub bildet sich besonders in Ritzen und Poren von Schallschutzschäumen ein Nährboden für Mikroorganismen. Aus der Umgebung und vom Patienten selbst können Keime an solche Brutstätten gelangen. Mit der Luft gelangen von dort aus Infektionen sowohl zum nächsten Patienten als auch in die Umgebung, was besonders bei wechselndem Einsatz der Geräte in Kliniken problematisch ist. Die regelmäßige Desinfektion dieser Geräte ist nur mit Gasen möglich, weil die in den Geräten eingebaute Elektronik die für eine Desinfektion notwendigen Temperaturen nicht übersteht. Aufgrund der zahlreichen schlecht zugänglichen Hohlräume im Kompressorgerät ist eine lange Eindringzeit der Gase und eine ebenso lange Spüldauer im Anschluss an die Desinfektion zu gewährleisten.

Ferner sind im Stand der Technik Lungenautomaten bekannt, die beim Tauchen verwendet werden. Ein solcher Lungenautomat ist beispielsweise in Lueger, Lexikon der Technik, 1960, Stuttgart, beschrieben. Dieser Lungenautomat weist einen Druckminde rer auf, der den Druck der Sauerstoffflasche auf etwa 5 bar reduziert. Im Lungenautomat ist eine Membran vorgesehen, auf deren einer Seite der Umgebungsdruck, also beim Tauchen der Wasserdruck, anliegt und auf deren anderer Seite sich die einzuatmende Luft befindet. Durch das Einatmen der Luft wird ein geringer Unterdruck erzeugt, der zu einem Verbiegen der Membran führt. Die Verbiegung der Membran wird über einen Hebel auf ein Ventil übertragen. Das Ventil wird umso weiter geöffnet, je stärker sich die Membran verbiegt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass dem Taucher Sauerstoff unter dem ihn umgebenden Wasserdruck zur Verfügung gestellt wird. Das Ausatmen erfolgt bei diesem Lungenautomaten über eine getrennte Kammer über ein Rückschlagventil, so dass das Eindringen von Wasser in die Kammer verhindert wird.

Auch aus der US 5,437,268 ist ein Tauchventil bekannt, das ein Leitblech zur Reduzierung der Anstrengung eines Benutzers zur Betätigung des Ventils sowie eine Venturi-Einstelleinrichtung aufweist.

Aus der EP 0 702 983 A1 ist ein Ventil für ein Notfall-Flucht-Beatmungsgerät bekannt. Die Ventilbaugruppe umfasst eine poröse Scheibe, die bei der Benutzung einen Druckunterschied erzeugt, der eine normalerweise geschlossene Öffnung öffnet, damit der Benutzer unter anderem aus einem Vorratstank atmen kann.

Ferner ist aus der US 3,518,989 eine Ventilbaugruppe für eine Beatmungshilfsgerät bekannt. Das Beatmungshilfsgerät weist ein Mundstück, eine Beatmungsmaske sowie eine Öffnung, die als Auslass dient, auf. Ein Blättchen, das als Ventilelement bezeichnet wird, bewegt sich zwischen einem mundstückseitigen Ventilsitz und einem öffnungsseitigem Ventilsitz. Der Durchmesser des mundstückseitigen Ventilsitzes ist etwas größer als der des öffnungsseitigen Ventilsitzes. Das Ventilelement ragt genügend weit über den öffnungsseitigen Ventilsitz hinaus, um durch den Luftstrom von der Beatmungsmaske zum Mundstück vom öffnungsseitigen Ventilsitz abgehoben werden zu können.

Die US 5,398,673 beschreibt einen Schlauch mit einem Ventil, der es erlaubt, bei Mund-zu-Mund-Beatmung, einen direkten Kontakt zwischen Opfer und Beatmer zu vermeiden. Das Ventil enthält einen verschiebbaren Einsatz mit einem federbelasteten Ventilglied. In seiner beatmerseitigen Endstellung gibt der verschiebbare Einsatz radia le Öffnungen zum Ausatmen frei. In der opferseitigen Endstellung des verschiebbaren Einsatzes kann das Ventilglied gegen eine Federkraft vom Einsatz abgehoben werden und so den Weg vom Beatmer zum Opfer freigeben.

Die DE-AS 1 616 488 beschreibt ein Nicht-Rückatmungsventil zur Zwangsbeatmung von Patienten während einer medizinischen Behandlung. Das Beatmungsgas wirkt bei vom Ventilglied geschlossenem Einlass lediglich auf die relativ verminderte Verschlussfläche der Stirnplatte des Ventilgliedes ein, um mit seinem Druck das Ventilglied gegen die Schließkraft der magnetischen Vorspannung zu öffnen. Sobald das Ventilglied sich von seinem Sitz abhebt, vergrößert sich unmittelbar die Fläche der Stirnplatte des Ventilglieds, auf weiche nunmehr das Beatmungsgas in Öffnungsrichtung einwirkt. Dadurch ist sichergestellt, dass trotz eines Abfalls des Druckes im Augenblick des Öffnens des Ventilgliedes auf dieses eine in jedem Fall ausreichende Öffnungskraft einwirkt, um ein schnelles, sicheres und vollständiges Öffnen zu gewährleisten.

Die EP 0 678 306 A2 beschreibt ein Atmungstherapiegerät, das dem Patienten eine visuelle Kontrolle hinsichtlich des korrekten Einsatzes des Gerätes erlaubt.

Die US 5,724,962 beschreibt ein Ventil für ein Inhaliergerät. Ein Ventilglied kann zwischen einer Ausatmungsstellung und einer Einatmungsstellung ich hin und her gleiten. In der Ausatmungsstellung verschließt das Ventilglied einen Ventilsitz und gibt Ausatmungsöffnungen frei. In der Einatmungsstellung verschließt das Ventilglied die aus Atmungsöffnungen schieberartig und gibt den Ventilsitz frei. Die Ausatmungsöffnungen zweigen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Ventilgliedes ab.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Atemventil, einen Ventilkörper und ein Verfahren anzugeben, die die Hygiene bei CPAP-Geräten verbessern.

Diese Aufgabe wird durch ein Atemventil nach Patentanspruch 1 sowie einen Ventilkörper nach Patentanspruch 9 gelöst.

Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Vorteilhaft am erfindungsgemäßen Atemventil ist, dass dem Patienten eine bessere Luftqualität zur Verfügung gestellt wird, da er im Gegensatz zum Stand der Technik nur einen kleinen Teil der gerade ausgeatmeten Luft wieder einatmet. Die Luftmenge, die nach dem Ausatmen wieder eingeatmet wird, beschränkt sich auf die Luft in der Beatmungsmaske, im Schlauchstück zwischen Ventil und Beatmungsmaske sowie im Rückraum. Die Erfindung kann auch bei Bi-PAP oder Multilevelgeräten eingesetzt werden.

Vorteilhaft daran, dass ein erster Überdruck am Einlass einen zweiten Überdruck bei der Atemöffnung auch beim Ausatmen festlegt, ist, dass der Patient nicht gezwungen wird, gegen einen noch höheren Überdruck auszuatmen. Vorteilhaf an dieser Ausführungsform ist ferner, dass sie bei Verwendung zusammen mit einem Bi-PAP-Gerät oder einem Multilevel-Gerät den geringeren Druck während der Atemphase dem Patienten appliziert.

Vorteilhaft daran, dass beim Einatmen Luft vom Einlass zur Atemöffnung und beim Ausatmen von der Atemöffnung zum Auslass, aber nie – zumindest nicht in nennenswerter Menge – Luft vom Einlass zum Auslass fließt, ist, dass eine geringere Pumpleistung der Turbine ausreicht. Dies ermöglicht die Verwendung einer kleineren Turbine, für die ein weniger leistungsfähiges Netzteil verwendet werden kann. So lassen sich Gewichts- und Kosteneinsparungen realisieren. Bei Verwendung eines gleichgroßen Rotors oder Läufers in der Turbine kann dessen Drehzahl abgesenkt werden, was zu einer Verringerung des durch die Turbine erzeugten Geräuschpegels führt. Somit können kleinere Schalldämpfer verwendet werden und/oder leisere CPAP-Geräte entwickelt werden. Der reduzierte Leistungsbedarf des Beatmungsgeräts in Verbindung mit Gewichts- und möglicher Volumenreduzierung führt zu einer Erweiterung der Mobilität des Beatmungsgeräts.

Vorteilhaft an einer Reduzierung des lichten Querschnitts eines Gehäuseteils des Atemventils durch Stege 23 ist, dass bei Ausfall des CPAP-Geräts durch den beim Ausatmen entstehenden Überdruck in der Atemöffnung der Ventilkörper so in den Vorraum hineinbewegt wird, dass der Ventilkörper festklemmt. Jetzt kann der Patient durch den Abströmkanal in- und expirieren.

Vorteilhaft an der Aufteilung des Ventilgehäuses in zwei Teile und die Aufteilung der beiden Anschläge für den Ventilkörper auf je einen der beiden Teile ist, dass das Ventil zu Reinigungszwecken leicht auseinandergenommen werden kann.

Schließlich ist das erfindungsgemäße Ausatemventil klein und leicht, so dass es problemlos zwischen Beatmungsmaske und Beatmungsschlauch eingefügt werden kann.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.
1 zeigt ein erfindungsgemäßes Atemventil.
Das erfindungsgemäße Ventil besteht im wesentlichen aus drei Teilen: Gehäuseteil 1, Stutzen 2 sowie Ventilkörper 3. Der Stutzen 2 rastet in dem Gehäuseteil 1 ein. Hierzu sind Nasen 4 und Nut 5 vorgesehen, wobei die Nasen in der Nut 5 einrasten. Die Flanken der Nasen und/oder der Nut sind schräg – also nicht senkrecht – zur Längsachse 6 ausgeführt, so dass der Stutzen 2 unter mäßigem Kraftaufwand aus Gehäuseteil 1 gezogen werden kann.
In der bevorzugten Ausführungsform bildet die Nut 5 eine ringförmige Ausnehmung im Gehäuseteil 1, so dass der Stutzen 2 drehbar um die Längsachse 6 im Gehäuse einrastet. Der Ventilkörper 3 hat vorzugsweise eine zylindrische Außenform und gleitet leicht, aber radial nahezu spielfrei im Gehäuseteil 1. Auf den Normkonus 7 des Stutzens 2 wird der Schlauch des Beatmungsgerätes geschoben. Der Normkonus 8 des Gehäuseteils passt in den Anschlussstutzen einer Beatmungsmaske. Die Normkonusse 7 und 8 weisen einen Außendurchmesser von etwa 18 mm auf.
Während der Inspirationsphase strömt Frischluft vom Beatmungsgerät in den Stutzen 2. Im Einlass 21 und Vorraum 9 herrscht ein Überdruck gegenüber patientenseitigem Rückraum 10 und Atemöffnung 22. Der Ventilkörper 3 wird in Richtung Rückraum 10 in die in der 1 dargestellte Position gedrückt. Er gibt die Öffnung 12 vom Vorraum 9 in den Überströmkanal 11 frei. Die Frischluft strömt über Stutzen 2, Vorraum 9, Überströmkanal 11, Rückraum 10 und Atemöffnung 22 in die Beatmungsmaske zum Patienten.
Beim Übergang zur Expirationsphase steigt der Druck im Rückraum 10 an, während er im Vorraum 9 durch eine Druckregelung des CPAP-Gerätes konstant gehalten wird. Der Ventilkörper 3 bewegt sich in den Vorraum 9. Erreicht die vorraumseitige Kante 13 des Ventilkörpers die vorraumseitige Kante 14 der Öffnung 12, ist die Öffnung 12 vollständig verschlossen. Gleichzeitig oder etwas später beginnt mit weiterer Bewegung des Ventilkörpers 3 in den Vorraum 9 die rückraumseitige Kante 15 des Ventilkörpers 3 die Öffnung 16 zum Abströmkanal 17 freizugeben. Die Öffnungen 12 und 16 sind also so angeordnet und die Länge des Ventilkörpers ist so ausgewählt, dass höchstens eine der Öffnungen 12 oder 16 offen ist. Die ausgeatmete Luft strömt nun vom Patienten aus der Beatmungsmaske durch die Atemöffnung 22 den Rückraum 10, die Öffnung 16 und den Abströmkanal 17 ins Freie. Die Bewegung des Ventilkörpers 3 in den Vorraum 9 während der Expiration erfolgt nur soweit, bis ein Druckgleichgewicht zwischen Rückraum 10 und Vorraum 9 erreicht ist. Die Öffnung 16 wird daher in der Regel nicht völlig freigegeben, sondern nur soweit, dass der im Beatmungsgerät eingestellte Druck im Rückraum 10 eingehalten wird.
Um Geräusche beim Anschlagen des Ventilkörpers 3 an den Anschlägen 19 zu vermeiden, können die Kanten 15 und 13 des Ventilkörpers 3 und/oder die Anschläge 19 und 20 selbst aus einem weichen Material gefertigt sein oder mit einer andersartigen Federung versehen werden. Die Federung kann durch das Einsetzen von Schraubenfedern zwischen den Anschlägen 20 oder der rückraumseitigen Kante 15 des Ventilkörpers 3 und/oder den Anschlägen 19 und der vorraumseitigen Kante 13 des Ventilkörpers 3 realisiert werden. Die Federn können ferner so dimensioniert werden, dass sie den Ventilkörper in einer bevorzugten Position halten, sofern kein durch das CPAP-Geräterzeugter Überdruck am Einlass 21 anliegt. In einer bevorzugten Position gibt der Ventilkörper die zweite Öffnung 16 frei, so dass der Patient durch den Abströmkanal ein- oder ausatmen kann.
Wie oben erwähnt, wird die Öffnung 16 durch den Ventilkörper 3 nur soweit freigegeben, dass beim Ausatmen des Patienten in der Atemöffnung 22 und Rückraum 10 gerade der am CPAP eingestellte Druck erreicht wird. Somit stellt im normalen Betrieb die Öffnung 16 im Zusammenwirken mit dem vom CPAP-Gerät erzeugten Überdruck einen weichen Anschlag für den Ventilkörper 3 dar. Deshalb werden die Anschläge 19 in der bevorzugten Ausführungsform so angeordnet, dass der Ventilkörper diese Anschläge noch nicht berührt, wenn seine rückraumseitige Kante 15 die Öffnung 16 gerade vollständig freigibt. Folglich werden in dieser bevorzugten Ausführungsform nur die Anschläge 20 oder/und die rückraumseitige Kante 15 des Ventilkörpers 3 aus einem weichen Material gefertigt.
Wie oben erwähnt, ist Gehäuseteil 1, Stutzen 2 sowie Ventilkörper 3 im wesentlichen rotationssymmetrisch zur Längsachse 6 ausgebildet. Der Überströmkanal 11 erstreckt sich außen vorzugsweise um die eine Hälfte der Mantelfläche des Gehäuseteils 1 in einem ca. 180° Sektor. Er bildet also einen in etwa halbzylindrischen Mantel. Der Überströmkanal ist in radialer Richtung und die Öffnung 12 in axialer Richtung in der bevorzugten Ausführungsform 5 bis 8 mm breit. In ähnlicher Weise erstrecken sich die Öffnung 16, der Abströmkanal 17 sowie der Ausgang 18 um die andere Hälfte der Mantelfläche des Gehäuseteils 1. Die Länge der Öffnung 16 in axialer Richtung sowie die Breite des Abströmkanals 17 in radialer Richtung beträgt in der bevorzugten Ausführungsform ebenfalls 5 bis 8 mm.
Der Ausgang 18 des Abströmkanals 17 ist dabei in besonders schallreduzierender Form aufgebaut, z.B. als Laminardüse. Um Geräusche, die von ausgeatmeter Luft am Ausgang 18 erzeugt werden, möglichst gering zu halten, muss der Ausgang 18 eine möglichst große Fläche aufweisen. Deshalb wird in einer anderen bevorzugten Ausfüh rungsform der Abströmkanal 17 über die Öffnung 12 hinaus in axialer Richtung zum Einlass 21 hin verlängert, so dass der Ausgang 18 sich rotationssymmetrisch in einem 360°-Winkel zur Längsachse 6 um das Gehäuseteil 1 herum erstrecken kann. Dort, wo es der Überströmkanal 11 erlaubt, also im wesentlichen von der vorraumseitigen Kante 14 in Richtung Stutzen 2, weitet sich der Abströmkanal von einem 180°-Segment auf ein 360°-Segment auf.
In einer weiteren Ausführungsform sind Keile 23 vorgesehen. Die Keile 23 engen den lichten Querschnitt des Gehäuseteils 1 ein, so dass die Keile für eine erhöhte Reibung zwischen dem Ventilkörper 3 und dem Gehäuseteil 1 sorgen. Die dem Ventilkörper 3 zugewandten Kanten der Keile 23 sind so angeordnet, dass der Ventilkörper 3 diese Kanten noch nicht erreicht, wenn die rückraumseitige Kante 15 des Ventilkörpers 3 die Öffnung 16 gerade vollständig freigibt. Bei dieser Anordnung der Keile berührt der Ventilkörper 3 die Keile nicht, solange das CPAP-Gerät über den Stutzen 2 einen Überdruck liefert. Fällt jedoch das CPAP-Gerät aus, so dass im Stutzen 2 und Vorraum 9 kein Überdruck die Bewegung des Ventilkörpers beim Ausatmen des Patienten in Richtung Stutzen 2 hemmt, so wird der Ventilkörper durch Keile 23 festgeklemmt, so dass der Patient über Öffnung 16, Abströmkanal 17 und Ausgang 18 sowohl aus- wie auch einatmen kann.
Zwar führen die Keile 23 zu einer moderat erhöhten Reibung zwischen Ventilkörper 3 und Gehäuseteil 1. Die Reibung ist jedoch so gering, dass der Ventilkörper 3 bei entferntem Stutzen 2 aus dem Gehäuseteil 1 ausgeblasen werden kann oder zumindest mit einem Finger aus dem Gehäuseteil 1 herausgedrückt werden kann. Entsprechend kann der Ventilkörper 3 beispielsweise nach seiner Reinigung wieder in das Gehäuseteil 1 mit mäßigem Kraftaufwand eingesetzt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Ventilkörper 3 an seiner äußeren Mantelfläche Erhöhungen auf. Lediglich diese Erhöhungen des Ventilkörpers 3 berühren die Innenwand des Gehäuseteils 1, so dass die Reibungskraft zwischen Gehäuseteil 1 und Ventilkörper 3 reduziert wird. Vorzugsweise ist eine ringförmige Erhöhung nahe der rückraumseitigen Kante 15 und eine weitere ringförmige Erhöhung an der vorraumseitigen Kante 13 des Ventilkörpers 3 vorgesehen. Um die Reibungskraft effektiv zu verringern, ist die Breite dieser Erhöhungen geringer als die axiale Länge der Öffnungen 12 und 16 und beträgt z.B. 1 mm. Somit kann, wenn sich die Erhöhung in der Nähe der vorraumseitigen Kante 13 gerade auf Höhe der Öffnung 12 befindet, ein Leckluftfluss von Einlass 21 über den Zwischenraum zwischen der Außenfläche des Ventilkörpers 3 und der Innenfläche des Gehäuseteils 1 zur Öffnung 16 hin ausbilden. In dieser Stellung befindet sich die Erhöhung in der Nähe der rückraumseitigen Kante 15 des Ventilkörpers 3 zwischen Anschlag 20 und der Öffnung 16. Dieser Leckfluss wird vorzugsweise durch eine dritte ringförmige Erhöhung um die Mantelfläche des Ventilkörpers 3 herum etwa in der Mitte des Ventilkörpers weitgehend unterbunden. Andererseits reduziert der Leckfluss die Wirkung des Atemventils nicht dramatisch, da er nur kurze Zeit während der Bewegung des Ventilkörpers auftritt.
Wenn der Ventilkörper an seiner Mantelfläche ringförmige Erhöhungen aufweist und sich diese Erhöhungen gerade auf Höhe der Öffnung 12 oder 16 befinden, neigt der Ventilkörper 3 zum Verkippen. Diese Neigung zum Verkippen kann dadurch reduziert werden, dass Stege 24 in den Öffnungen 12 und 16 zur besseren Führung des Ventilkörpers vorgesehen sind. In einer anderen Ausführungsform werden vorzugsweise 3 bis 5 Erhöhungen auf der Mantelfläche des Ventilkörpers 3 vorgesehen, die sich von den ringförmigen Erhöhungen an den Kanten 15 und 13 in axialer Richtung weg erstrecken. Die Länge der letzteren Erhöhungen in axialer Richtung ist etwas länger als die Länge der entsprechenden Öffnungen 12 und 16 in axialer Richtung. Die Breite der letzteren Erhöhungen in radialer Richtung entspricht in etwa der Breite der ringförmigen Erhöhungen und ist deutlich geringer als die Länge der Öffnungen 12 und 16 in axialer Richtung, die etwa 5 bis 8 mm beträgt.
In einer anderen Ausführungsform können die Erhöhungen statt auf dem Ventilkörper innen im Gehäuseteil 1 vorgesehen sein. Hier werden vorzugsweise zwei zur Längsachse 6 rotationssymmetrische Erhebungen zwischen den Öffnungen 12 und 16, je eine nahe der Öffnung 12 und eine andere nahe der Öffnung 16, vorgesehen.
Aufgrund der geringen Druckdifferenzen von weniger als 30 mbar wird das Spiel zwischen dem Ventilkörper 3 und dem Gehäuseteil 1 in Kauf genommen, um geringe Reibung zwischen Ventilkörper und Gehäuseteil zu erzielen. Die dadurch entstehenden Lecks können toleriert werden, da der Fluss bei laminarer Strömung zwischen zwei Wänden proportional dem Quadrat des Abstands der Wände ist. In jedem Fall soll aber die Lücke zwischen Gehäuseteil 1 und Ventilkörper 3 klein gegenüber der radialen Breite des Überströmkanals 11 sein, so dass auch der Leckfluss klein gegenüber dem Fluss durch den Überströmkanal ist.

1: Gehäuseteil
2: Stutzen
3: Ventilkörper
4: Nasen
5: Nut
6: Längsachse
7: Normkonus
8: Normkonus
9: Vorraum
10: Rückraum
11: Überströmkanal
12: erste Öffnung
13: vorraumseitige Kante
14: vorraumseitige Kante der Öffnung
15: rückraumseitige Kante
16: zweite Öffnung
17: Abströmkanal
18: Ausgang
19: Anschläge
20: Anschläge
21: Einlass
22: Atemöffnung
23: Keile
24: Steg

Claims

Atemventil für CPAP-Geräte mit: einem Ventilgehäuse (1, 2), das so geformt ist, dass es einen Einlass (21), einen Ausgang (18), eine Atemöffnung (22), wobei sich eine Ausgangsöffnung (16) zwischen der Atemöffnung (22) und dem Ausgang (18) befindet, einen Überströmkanal (11), der den Einlass (21) mit der Atemöffnung (22) pneumatisch verbindet, wobei sich eine Überströmöffnung (12) zwischen dem Überströmkanal (11) und dem Einlass (21) befindet, bildet und einem beweglichen Ventilkörper (3), der in einer Inspirations-Endstellung die Ausgangsöffnung (16) verschließt und in einer Exspirations-Endstellung die Überströmöffnung (12) verschließt und die Ausgangsöffnung (16) vollständig freigibt; dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsöffnung (16) und die Überströmöffnung (12) senkrecht zur Bewegungsrichtung des Ventilkörpers (3) so angeordnet sind, dass entweder die Ausgangsöffnung (16) oder die Überströmöffnung (12) verschlossen ist.
Atemventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (3, 11, 12, 16, 17, 18) so ausgebildet ist, dass ein erster Überdruck am Einlass (21) gegenüber dem Umgebungsdruck auch stets einen zweiten Überdruck zwischen Atemöffnung (22) und Umgebung festlegt.
Atemventil nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper und das Ventilgehäuse (1, 2) des Atemventils so ausgebildet sind, dass der Ventilkörper durch den beim Expirieren entstehenden Überdruck in der Atemöffnung (22) gegenüber dem Druck am Einlass (21) so bewegt wird, dass er die Überströmöffnung (12) verschließt und die Ausgangsöffnung (16) freigibt und durch den beim Inspirieren entstehenden Unterdruck so bewegt wird, dass er die Überströmöffnung (12) freigibt und die Ausgangsöffnung (16) verschließt.
Atemventil nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse aus einem ersten Gehäuseteil (1) und einem zweiten Teil (2) besteht, wobei beide Teile trennbar sind, wobei jeder Teil einen Anschlag (20, 19) für die Bewegung des Ventilkörpers (3) zur Verfügung stellt und der Ventilkörper aus dem Ventilgehäuse genommen werden kann, wenn beide Teile getrennt sind.
Atemventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschläge (19), die die Bewegung des Ventilkörpers beim Expirieren beschränken, so angeordnet sind, dass der Ventilkörper die Anschläge (19) nicht berührt, wenn im Einlass ein erster Überdruck gegenüber dem Umgebungsdruck herrscht und die Anschläge (20), die die Bewegung des Ventilkörpers beim Inspirieren beschränken, aus einem weichen Material gefertigt sind.
Atemventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Nähe der Anschläge (19), die die Bewegung des Ventilkörpers beim Expirieren beschränken, der innere Querschnitt des Ventilgehäuses (1, 2) beispielsweise durch Keile (23) verengt wird, um eine nennenswerte Reibung zwischen Ventilkörper (3) und Ventilgehäuse (1, 2) zu erzeugen.
Atemventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (1, 2) und der Ventilkörper (3) im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet sind, der Überströmkanal (11) mit der Überströmöffnung (12) rotationssymmetrisch in einem X30° bis 230° großen Sektor ausgebildet ist und eine Ausgangsöffnung (16), die ebenfalls durch den Ventilkörper verschließbar ist, rotationssymmetrisch in dem verbleibenden 230° bis 130°-Sektor angeordnet ist.
Atemventil nach den Ansprüchen 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abströmkanal (17) mit der Ausgangsöffnung (16) verbunden ist, der an seinem Ausgang (18) eine Laminardüse bildet.
Ventilkörper zur Verwendung in einem Atemventil nach einem der obigen Ansprüche.
Ventilkörper nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper rotationssymmetrisch mit einer im wesentlichen zylinderförmigen Mantelfläche ist.
Ventilkörper nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper an seiner äußeren Mantelfläche in Bewegungsrichtung vorne und hinten ringförmig umlaufende Erhöhungen aufweist.