DE102005033648A1

DE102005033648A1 - Atemmaskeneinrichtung und Verfahren zur Herstellung derselben

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Publication number: DE102005033648A1
Application number: DE102005033648A
Authority: DE
Original assignee: MAP Medizin Technologie GmbH
Current assignee: Resmed Pty Ltd
Priority date: 2005-07-19
Filing date: 2005-07-19
Publication date: 2007-01-25
Anticipated expiration: 2025-07-20
Also published as: DE102005033648B4

Abstract

Die Erfindung richtet sich auf eine Atemmaskeneinrichtung, eine Dichtlippeneinrichtung für eine Atemmaskeneinrichtung sowie auf ein Formwerkzeug und ein Verfahren zur Herstellung einer entsprechenden Atemmaskeneinrichtung bzw. Dichtlippeneinrichtung. Atemmaskenanordnungen finden insbesondere Anwendung zur Verabreichung eines atembaren Gasgemisches, z. B. Umgebungsluft auf einem über dem Umgebungsdruck liegenden Druckniveau. Eine Zufuhr des Atemgases auf einem über dem Umgebungsdruck liegenden Druckniveau kann beispielsweise der Durchführung einer so genannten CPAP-Therapie zur Behandlung schlagbezogener Atmungsstörungen dienen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Lösungen anzugeben, die es ermöglichen, eine in ihrer Anwendung komfortable Atemmaske zu schaffen, die unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten vorteilhaft herstellbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Atemmaskeneinrichtung zur Verabreichung eines atembaren Gases mit einer zur Auflage auf einer Gesichtsfläche eines Anwenders vorgesehenen Dichtlippeneinrichtung und einer gemeinsam mit der Dichtlippeneinrichtung einen Maskeninnenraum definierenden Schalenstruktur, wobei die Dichtlippeneinrichtung aus einem elastomeren Material gefertigt ist und die Atemmaskeneinrichtung als solche weitere Komponenten umfasst, die aus einem im Wesentlichen formsteifen Kunststoffmaterial gefertigt sind, wobei an der Atemmaskeneinrichtung durch Abschnitte der formsteifen Komponenten und ...

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Atemmaskeneinrichtung, eine Dichtlippeneinrichtung für eine Atemmaskeneinrichtung sowie auf ein Formwerkzeug und ein Verfahren zur Herstellung einer entsprechenden Atemmaskeneinrichtung bzw. Dichtlippeneinrichtung.
Atemmaskenanordnungen finden insbesondere Anwendung zur Verabreichung eines atembaren Gasgemisches, z.B. Umgebungsluft auf einem über dem Umgebungsdruck liegenden Druckniveau. Eine Zufuhr des Atemgases auf einem über dem Umgebungsdruck liegenden Druckniveau kann beispielsweise der Durchführung einer sogenannten CPAP-Therapie zur Behandlung schlagbezogener Atmungsstörungen dienen.

Aus der auf die Anmelderin zurückgehenden internationalen Patentanmeldung PCT/EP02/11798 ist eine Atemmaskeneinrichtung zur Verabreichung eines atembaren Gases an einen Anwender bekannt. Durch diese Atemmaskeneinrichtung wird es möglich, im Zusammenspiel mit der Gesichtsfläche eines Maskenanwenders einen Atemmaskeninnenraum gegenüber der Umgebung abzudichten. Derartige Atemmasken finden insbesondere im Zusammenhang mit der medizinischen oder therapeutischen Verabreichung von atembaren Gasen sowie auch im technischen Bereich, zum Beispiel im Bereich der Atemschutztechnik, Anwendung. Üblicherweise wird bei diesen Atemmasken die Abdichtung zur Gesichtsfläche des Atemmaskenanwenders durch eine, um eine Maskenöffnung einwärts gerichtet umlaufende, auf der Gesichtsfläche aufsitzende und aus einem elastisch verformbaren Material gefertigte Dichtlippenstruktur erreicht. Die mit derartigen Dichtlippen erreichte Dichtwirkung nimmt allgemein mit dem Anpressdruck der Dichtlippe gegen die Gesichtsfläche zu. Im Falle hoher Anpressdrücke kann insbesondere die Langzeitanwendung derartiger Atemmasken Unannehmlichkeiten bereiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde Lösungen anzugeben, die es ermöglichen, eine in ihrer Anwendung komfortable Atemmaske zu schaffen, die unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten vorteilhaft herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Atemmaskeneinrichtung zur Verabreichung eines atembaren Gases mit einer zur Auflage auf einer Gesichtsfläche eines Anwenders vorgesehenen Dichtlippeneinrichtung und einer gemeinsam mit der Dichtlippeneinrichtung einen Maskeninnenraum definierenden Schalenstruktur, wobei die Dichtlippeneinrichtung aus einem elastomeren Material gefertigt ist und die Atemmaskeneinrichtung als solche weitere Komponenten umfasst die aus einem im wesentlichen formsteifen Kunststoffmaterial gefertigt sind, wobei an der Atemmaskeneinrichtung durch Abschnitte der formsteifen Komponenten und Elastomerkomponenten Funktionsstrukturen realisiert sind, und sich die Atemmaskeneinrichtung dadurch auszeichnet, dass die Elastomerkomponenten durch Anformen eines Elastomermateriales an die formsteifen Komponenten gefertigt sind.

Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, eine Atemmaskeneinrichtung zu schaffen, bei welcher relativ komplexe Geometrien der Elastomerkomponenten sowie der mit diesen gekoppelten, formsteiferen Komponenten verwirklicht werden können, wobei eine relativ zeitfordernde und schwer automatisierbare Montage der entsprechenden Kunststoffkomponenten nunmehr entfällt.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Anformen der Elastomerkomponenten an die formsteiferen Kunststoffkomponenten unmittelbar in einem Spritzwerkzeug. Dieses Spritzwerkzeug ist vorzugsweise mehrteilig ausgebildet, wobei zur Vorbereitung des Elastomer-Materialanspritzvorganges bestimmten Elemente des Formwerkzeuges ausgetauscht oder verschoben werden und dadurch der zur Ausfüllung mit dem Elastomermaterial erforderliche Formraum bereitgestellt wird.

Als Elastomermaterial wird vorzugsweise ein LSR-Material verwendet. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Anformung der Elastomerkomponenten derart bewerkstelligt, dass die entsprechenden Elastomerkomponenten von den formsteifen Komponenten manuell trennbar sind. Dadurch wird es möglich, die an die formsteifen Komponenten angeformten Elastomerkomponenten bedarfsweise abzunehmen.

Es ist auch möglich, die Anformung zumindest abschnittsweise derart zu bewerkstelligen, dass die durch Anformen gebildeten Elastomerkomponenten entsprechend abschnittsweise mit den formsteifen Komponenten innig haftend gekoppelt sind.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei wenigstens einer der Elastomerkomponenten der Atemmaskeneinrichtung um eine Dichtlippeneinrichtung. Gerade diese Dichtlippeneinrichtung wird vorzugsweise derart an die formsteife Komponente angeformt, dass sich hierbei eine innige Haft-Verbindung ergibt. Es ist möglich, die Grenzgeometrien zwischen den formsteifen Komponenten und den Elastomerkomponenten so auszubilden, dass hierbei ein geforderter Halteeffekt erreicht wird. Das erfindungsgemäße Konzept zur Realisierung einer Elastomerstruktur der Atemmaskeneinrichtung als Anformteil eignet sich insbesondere auch zur Realisierung einer Auslasskanaleinrichtung, die als solche die Ableitung von zumindest teilweise verbrauchtem Atemgas an die Umgebung dient. Diese Auslasskanaleinrichtung kann in ihrem Aufbau als kleiner Einsatz ausgeführt sein, der einerseits in den formsteifen Komponenten der Atemmaskeneinrichtung, insbesondere einer Masken-Hartschale sitzt und ferner Durchgangskanäle bildet, durch welche eine Ableitung des Atemgases aus dem Maskeninnenraum an die Umgebung ermöglicht wird.

Das erfindungsgemäße Konzept eignet sich weiterhin in besonders vorteilhafter Weise auch zur Realisierung einer Stirnauflageeinrichtung. Die derart angeformte Stirnauflageeinrichtung ist vorzugsweise so ausgeführt, dass diese bedarfsweise von einer entsprechenden Trägerstruktur abnehmbar ist. Die Stirnauflageeinrichtung kann insbesondere der Form von pilz-artigen Stirnpads realisiert sein. Die Elastomerkomponente kann auch als Gelenkstruktur fungieren die beispielsweise dazu dient, eine Stirnhaltereinrichtung mit der Masken-Hartschale zu koppeln.

Weiterhin ist es auch möglich, im Rahmen der Anformung des Elastomermaterials an formsteife Komponenten der Atemmaskeneinrichtung eine Membraneinrichtung, einen Schlauchkörperabschnitt, insbesondere einen Atemgasleitungsabschnitt oder einen Stützpolsterabschnitt zu realisieren. Weiterhin können auf Grundlage des erfindungsgemäßen Konzeptes auch Funktionsdichtungen, Anschlageinrichtungen und Halterungen realisiert werden.

Zu den formsteifen Komponenten der erfindungsgemäßen Atemmaskeneinrichtung gehört vorzugsweise ein Stirnauflageelementhalter und eine Masken-Hartschale. Jene formsteifen Komponenten sind vorzugsweise aus einem volltransparenten, thermoplastischen Kunststoffmaterial gefertigt.

Die Atemmaskeneinrichtung ist vorzugsweise derart gestaltet, dass die formsteifen Komponenten derselben in werkzeugtechnischer Hinsicht vorteilhaft entformbar, insbesondere vorzugsweise weitgehend hinterschnitzfrei entformbar sind. Die Elastomerkomponenten können gegebenenfalls durch Formwerkzeug-Strukturen gefertigt werden, die an sich nicht hinterschnittfrei sind. Die Entformung der entsprechend gefertigten Elastomerkomponenten kann dann durch elastische Deformation derselben erfolgen.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung.
Es zeigt:
1a eine Skizze zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Konzeptes zur Realisierung einer Atemmaskeneinrichtung, die formsteife Komponenten und an diese angeformte Elastomerkomponenten umfasst,
1b die Atemmaskeneinrichtung gemäß 1a zur Erläuterung von Einzelheiten einer Stirnauflageeinrichtung,
1c die Atemmaskeneinrichtung gemäß 1a zur Erläuterung von Einzelheiten einer Gelenkeinrichtung,
1d die Atemmaskeneinrichtung nach 1a zur vertieften Veranschaulichung des Aufbaus einer Auswaschkanaleinrichtung,
2 eine weitere Variante einer erfindungsgemäßen Atemmaskeneinrichtung, hier mit einer aus einem elastomeren Material gefertigten, an eine Masken-Hartschale und einen Stirnhalter angespritzten Kanaleinrichtung,
3 eine Skizze zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Konzeptes bei der Realisierung einer Verschlusseinrichtung („port-caps").
Die in 1a dargestellte Atemmaskeneinrichtung eine aus einem formsteifen Kunststoffmaterial gefertigte Hartschale 1, eine Dichtlippeneinrichtung 2 und eine Stirnauflageeinrichtung 3, die über eine Gelenkeinrichtung 4 bewegbar mit der Hartschale 1 gekoppelt ist. Die Stirnauflageeinrichtung 3 umfasst eine aus einem Elastomermaterial gefertigte Stirnpolstereinrichtung 5.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Stirnpolstereinrichtung 5 als Anformteil ausgeführt, das an eine formsteife Struktur 6 der Stirnauflageeinrichtung 3 angespritzt ist. Einzelheiten hierzu werden in Verbindung mit 1b noch erläutert.
Die Dichtlippeneinrichtung 2 ist ebenfalls aus einem Elastomermaterial gefertigt und an einen Umfangsrandbereich 7 der Hartschale 1 angespritzt. In diesem Umfangsrandbereich 7 ist die Hartschale 1 derart vorbehandelt, dass die Dichtlippeneinrichtung 2 eine hochfest haftende Verbindung mit der Hartschale 1 eingeht. Hierzu wird die Hartschale 1 an den für diese Haft-Verbindung maßgeblichen Abschnitten vorbehandelt. Diese Vorbehandlung kann beispielsweise in Form einer Plasmabehandlung durchgeführt werden. Alternativ hierzu ist es auch möglich, anderweitige Vorbehandlungen vorzunehmen, insbesondere Haft-Vermittler aufzutragen. Die Schaffung dieser, eine haftende Verbindung ermöglichenden Kontaktbereiche erfolgt vorzugsweise relativ schart abgegrenzt.
Die Dichtlippeneinrichtung 2 ist so ausgebildet, dass diese eine zur Aufnahme des Nasenbereiches N eines Anwenders vorgesehene Aufnahmeöffnung A bildet. Diese Aufnahmeöffnung wird von einem einwärts gerichteten Dichtlippenabschnitt 2a umsäumt. Dieser Dichtlippenabschnitt 2a kann so geführt sein, dass dieser in Applikationsposition den Oberlippenbereich des Anwenders (Nasenmaske) oder den Kinnbereich des Anwenders (Vollgesichtsmaske) überquert. Die Geometrie der Dichtlippeneinrichtung 2 ist hier nur beispielhaft als Einfach-Dichtlippe dargestellt. Alternativ hierzu sind auch Mehrfach-Dichtlippen oder insbesondere auch Gel-Strukturen möglich.
Wie aus der Darstellung nach 1b hervorgeht, ist die Stirnpolstereinrichtung 5 als Anformteil ausgeführt, das durch Anspritzen des zur Realisierung der Stirnpolstereinrichtung 5 vorgesehenen Elastomermaterials an die formsteife Struktur 6 der Stirnauflageeinrichtung 3 gefertigt ist. Die Geometrie der Stirnpolstereinrichtung 5 sowie insbesondere die Bauteilsgeometrie im Bereich des gemeinsam zusammenwirkenden Befestigungsabschnittes ist so gestaltet, dass die Stirnpolstereinrichtung 5 von der formsteifen Struktur 6 bedarfsweise zerstörungsfrei abgenommen und gegebenenfalls wieder angesetzt werden kann.
Der in 1c gezeigte Elastomerbereich 4a der Gelenkeinrichtung 4 ist unter Ausbildung einer hochfesten Haft-Verbindung an das formsteife Strukturbauteil 6 der Stirnauflageeinrichtung 3 und ebenfalls unter Ausbildung einer hochfesten Haft-Brücke an die Hartschale 1 angespritzt.
Es ist möglich, die Gelenkeinrichtung 4 aus dem gleichen Elastomermaterial, insbesondere Silikonkautschuk-Material zu fertigen, wie es auch für die Herstellung der Stirnpolstereinrichtung 5 und/oder der Dichtlippeneinrichtung 2 Anwendung findet. Alternativ hierzu ist es auch möglich, die einzelnen Elastomerkomponenten der Atemmaskeneinrichtung aus jeweils entsprechend abgestimmten Elastomermaterialmischungen zu fertigen und hierzu das Elastomermaterial jeweils entsprechend separat in den zur Ausbildung der einzelnen Struktur vorgesehenen Formraum einzuspritzen.
Wie aus 1d ersichtlich ist es auch möglich, auf Grundlage des erfindungsgemäßen Konzeptes eine Ableitungseinrichtung 9 zu realisieren, die als solche der Ableitung von zumindest teilweise verbrauchtem Atemgas aus dem Atemmaskeninnenraum an die Umgebung U dient. Diese Ableitungseinrichtung 9 ist ebenfalls aus einem Elastomermaterial gefertigt und an die Hartschale 1 angespritzt. Die Geometrie der Ableitungseinrichtung 9 und der Hartschale 1 sind so aufeinander abgestimmt, dass die Ableitungseinrichtung 9 bedarfsweise von der Hartschale 1 getrennt werden kann. Alternativ hierzu ist es auch möglich, in dem Grenzbereich zwischen den beiden Strukturen Haftzonen auszubilden, sodass die Ableitungseinrichtung 9 im wesentlichen unlösbar mit der Hartschale 1 gekoppelt ist. Die Ableitungseinrichtung 9 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als Einsatz ausgeführt, der mehrere den Innenbereich 1 und die Umgebung der Atemmaskeneinrichtung U verbindende Ableitungskanäle 10 bildet.
Die Zuleitung des Atemgases auf einem typischerweise über dem Umgebungsdruck stehenden Druckniveau kann über einen Zuleitungsabschnitt 11 erfolgen, der vorzugsweise im Zusammenspiel mit der Hartschale 1 realisiert ist.
2 zeigt eine weitere Variante einer erfindungsgemäßen Atemmaskeneinrichtung, bei welcher ein der Durchleitung von Atemgas dienender Leitungsabschnitt 12 aus einem Elastomermaterial gefertigt ist. Der Leitungsabschnitt 12 ist als Anform-Teil ausgeführt und an die Hartschale 1 angespritzt. Der Leitungsabschnitt 12 kann weiterhin auch an eine der Stirnauflageeinrichtung 3 zuordbare formsteife Struktur angespritzt sein. Vorzugsweise ist die Anbindung des Leitungsabschnittes an die formsteifen Strukturen (Hartschale 1 und formsteife Struktur 6) so bewerkstelligt, dass der Leitungsabschnitt 12 fest haftend mit diesen beiden Komponenten gekoppelt ist. Der Leitungsabschnitt 12 kann geometrisch so gestaltet sein, dass dieser ein besonders vorteilhaftes elastisches Verformungsverhalten erhält. Auf dieses Verformungsverhalten kann insbesondere durch entsprechende Gestaltung der Wanddicke, insbesondere durch Einformung von Rippenabschnitten Einfluss genommen werden.
In 3 ist skizzenartig dargestellt, wie unter Anwendung des erfindungsgemäßen Konzeptes auch Verschlusstopfen 14 gefertigt werden können, die als solche dem Verschließen von Messstutzen oder anderweitigen Leitungsstutzen 15 der Atemmaskeneinrichtung dienen. Es ist möglich, bei der Realisierung derartiger Verschlusseinrichtungen einen Scharnierabschnitt 16 auszubilden, der den eigentlichen Schließkorpus mit einem lokal ausgebildeten Haftungsbereich 17 der Hartschale 1 koppelt.

Claims

Atemmaskeneinrichtung zur Verabreichung eines atembaren Gases mit einer zur Auflage auf einer Gesichtsfläche eines Anwenders vorgesehenen Dichtlippeneinrichtung und einer gemeinsam mit der Dichtlippeneinrichtung einen Maskeninnenraum definierenden Schalenstruktur, wobei die Dichtlippeneinrichtung aus einem elastomeren Material gefertigt ist und die Atemmaskeneinrichtung als solche weitere Komponenten umfasst die aus einem im wesentlichen formsteifen Kunststoffmaterial gefertigt sind, wobei an der Atemmaskeneinrichtung durch Abschnitte der formsteifen Komponenten und Elastomerkomponenten Funktionsstrukturen realisiert dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerkomponenten durch Anformen eines Elastomermateriales an die formsteifen Komponenten gefertigt sind.
Atemmaskeneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Anformen in einem Spritzwerkzeug erfolgt.
Atemmaskeneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomermaterial ein LSR-Material ist.
Atemmaskeneinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anformung derart bewerkstelligt ist, dass die entsprechenden Elastomerkomponenten von den formsteifen Komponenten trennbar sind.
Atemmaskeneinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anformung abschnittsweise derart bewerkstelligt ist, dass die entsprechenden Elastomerkomponenten mit den formsteifen Komponenten innig haftend gekoppelt sind.
Atemmaskeneinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerkomponente eine Dichtlippeneinrichtung ist.
Atemmaskeneinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerkomponente eine Auslasskanaleinrichtung ist
Atemmaskeneinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerkomponente eine Stirnauflageeinrichtung ist.
Atemmaskeneinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerkomponente eine Verschlusseinrichtung ist.
Atemmaskeneinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerkomponente eine Gelenkstruktur ist.
Atemmaskeneinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerkomponente eine Membraneinrichtung ist.
Atemmaskeneinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerkomponente ein Schlauchkörperabschnitt ist.
Atemmaskeneinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerkomponente ein Atemgasleitungsabschnitt ist.
Atemmaskeneinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerkomponente eine Funktionsdichtung ist.
Atemmaskeneinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerkomponente eine Anschlageinrichtung ist.
Atemmaskeneinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerkomponente eine Verzierung ist.
Atemmaskeneinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerkomponente eine Kopfbandanschlusseinrichtung ist.
Atemmaskeneinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die formsteife Komponente eine Stirnauflageelementhalter ist.
Atemmaskeneinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die formsteife Komponente eine Maskenschale ist.
Atemmaskeneinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die formsteife Komponente ein Maskenrahmen ist.