DE102012007139B4

DE102012007139B4 - Atemschutzmaske

Info

Publication number: DE102012007139B4
Application number: DE102012007139.6A
Authority: DE
Inventors: Werner Lange; Dirk FEIL; Christoph Schmidt; Achim Volmer
Original assignee: Draeger Safety AG and Co KGaA
Current assignee: Draeger Safety AG and Co KGaA
Priority date: 2012-04-10
Filing date: 2012-04-10
Publication date: 2015-07-09
Anticipated expiration: 2032-04-11
Also published as: CN103357125A; DE102012007139A1; US20130263848A1; US10173084B2; CN107670195A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Atemschutzmaske mit einem Maskenkörper, der dazu ausgebildet ist, um das Gesicht eines Trägers abzudecken, und mit einer Öffnung im Maskenkörper, die von einer Sprechmembran (8) gasdicht verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Innenraum des Maskenkörpers ein auf die Sprechmembran gerichteter Trichter (4) mit einem Öffnungswinkel im Bereich zwischen 20° und 90° vor der Sprechmembran angeordnet ist, um Schallwellen auf die Sprechmembran zu fokussieren.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Atemschutzmaske mit einem Maskenkörper, der dazu ausgebildet ist, um das Gesicht eines Trägers abzudecken, und mit einer Öffnung im Maskenkörper, die von einer Sprechmembran gasdicht verschlossen ist, wobei im Innenraum des Maskenkörpers ein auf die Sprechmembran gerichteter Trichter (4) mit einem Öffnungswinkel im Bereich zwischen 20° und 90° vor der Sprechmembran angeordnet ist, um Schallwellen auf die Sprechmembran zu fokussieren.
Atemschutzmasken werden als Personenschutzausrüstung eingesetzt, um den Träger vor Atem- und Umweltgiften zu schützen. Der Einsatzbereich liegt im Arbeitsschutz und insbesondere bei den Feuerwehren. Dazu werden Halb- oder Vollmasken eingesetzt, die den Träger mit gefilterter Umgebungsluft oder sauberer Luft aus Pressluftflaschen versorgen.
Die Masken schützen den Träger besonders gut gegenüber Umwelteinflüssen, indem sie mit dem Maskenkörper das Gesicht, insbesondere Mund und Nase, gegenüber der Umgebung abdichten. Dies bedeutet aber andererseits, dass Sprache aus der abgedichteten Maske nur schlecht in den Außenraum übertragen wird, da die eingesetzten Materialien stark dämpfen. Insofern ist die verbale Kommunikation zwischen Atemschutzmaskenträgern problematisch.
In bekannten Atemschutzmasken sind häufig Sprechmembranen integriert, die eine Transmission der Sprache des Trägers durch die Maske nach außen verbessern sollen. Die Sprechmembranen bestehen aus einer dünnen Kunststoff- oder Metallfolie, die in einer Öffnung des Maskenkörpers gasdicht befestigt ist. Die Sprechmembran wird vom Schall im Inneren der Maske angeregt und schwingt entsprechend, wodurch sie ihrerseits entsprechende Schallwellen nach außen aussendet. Während die bekannten Lösungen für Schallanteile niedriger Frequenz gut geeignet sind, ist die Übertragung von Frequenzen oberhalb von 1 kHz eingeschränkt. Die Übertragungsfunktion der Sprechmembran ist also frequenzabhängig und sinkt mit steigender Frequenz. Dies führt zu Verzerrungen und beeinträchtigt die Sprachverständlichkeit, da die Anteile mit hohen Frequenzen für die Sprachverständlichkeit besonders wichtig sind.
Aus DE 699 19 907 T2 ist eine Sauerstoffinhalationsmaske bekannt. In deren Innenraum ist ein Horn oder ein Trichter vor dem Mund des Trägers angeordnet. In der kleineren, von dem Mund des Trägers wegweisenden Öffnung des Trichters ist eine Mikrofonkapsel angeordnet. Der Trichter soll eine Fokussierung der Schallwellen auf die Mikrofonkapsel bewirken.
Aus US 2 077 313 A ist eine Atemschutzmaske gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 bekannt. Danach ist im Inneren der Maskenhaube ein Trichter so angeordnet, dass die Sprechmembran in der nach außen weisenden Öffnung des Trichters liegt, wobei der Trichter einen Öffnungswinkel im Bereich zwischen 20° und 90° hat. Es hat sich gezeigt, dass eine solche trichterförmige Ausgestaltung die Sprachverständlichkeit erheblich verbessert, da insbesondere höherfrequente Schallwellen besser auf die Sprechmembran übertragen und von dieser abgestrahlt werden. Kleinere Öffnungswinkel erzeugen keine ausreichende Verstärkung des Signals, da nur noch ein parallel laufender Ausschnitt des Schallfeldes ohne Zusammenführung äußerer Teile weitergeleitet wird. Größere Öffnungswinkel haben ebenfalls keine verstärkende Wirkung mehr, da dann hauptsächlich Reflexion der Schallwellen auftritt und diese somit gar nicht zur übertragenden Membran geleitet werden. Der Öffnungswinkel des Trichters ist als Öffnungswinkel zweier diametral gegenüberliegenden Tangenten an der Innenwand des Trichters definiert; in Ausführungsbeispielen, bei denen die Tangentensteigungen an den Innenwänden in axialer Richtung nicht konstant sind, sondern sich der Trichter sich in axialer Richtung zunehmend schneller aufweitet, ist der Öffnungswinkel als Öffnungswinkel der mittleren Tangentensteigungen zweier diametral gegenüberliegenden Geraden an den Innenwänden des Trichters definiert.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Atemschutzmaske so auszugestalten, dass eine gute Sprachverständlichkeit der durch die Sprechmembran übertragenen Sprache bei gutem Tragekomfort gewährleistest wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale von Patentanspruch 1 in Verbindung mit dessen Oberbegriff. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Höhe des Trichters in axialer Richtung in zwei gegenüberliegenden Bereichen reduziert ist, wodurch Freiraum für den Mund und die Nase des Trägers geschaffen wird.
Der Öffnungswinkel des Trichters ist auf die Verstärkungsfunktion höherer Frequenzbereiche, insbesondere zwischen 800 Hz und 4,5 kHz hin optimiert und liegt zwischen 20° und 90°, vorzugsweise zwischen 30° und 50°.
Vorzugsweise ist die Größe der der Sprechmembran zugewandten Öffnung des Trichters gleich der Größe der Sprechmembran, d. h. die Sprechmembran deckt die Öffnung des Trichters vollständig ab, ohne über die Kontur der Öffnung hinauszureichen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Trichter an seiner der Sprechmembran zugewandten Öffnung mit einem Rahmen verbunden, in dem die Sprechmembran aufgespannt gehalten ist. Der Rahmen kann einstückig an den Trichter angeformt sein.
Vorzugsweise ist in der der Sprechmembran zugewandten Öffnung des Trichters ein Schutzgitter vor der Sprechmembran angeordnet. Das Schutzgitter kann zum Beispiel mehrere konzentrisch in der der Sprechmembran zugewandten Öffnung liegende Ringelemente aufweisen, die von mehreren radial in der der Sprechmembran zugewandten Öffnung verlaufenden Stegelementen gehalten werden. Alternativ kann das Schutzgitter durch eine Vielzahl von Stegelementen gebildet werden, die der Sprechmembran Öffnung des Trichters in eine Vielzahl von wabenförmigen Öffnungen unterteilt. Vorzugsweise weist das Schutzgitter ein regelmäßiges Gitter mit wabenförmigen Öffnungen gleicher Größe auf, die im Bereich von 10 mm² bis 100 mm² liegt.
Das Material des Trichters ist vorzugsweise einerseits weich genug, um einen ausreichenden Tragekomfort des Anwenders zu gewährleisten, andererseits ausreichend schallhart, um möglichst geringe dissipative, d. h. schalldämpfende Wandeffekte zu bewirken. Zu diesem Zweck ist der Trichter in einer bevorzugten Ausführungsform aus Kunststoffmaterial mit einer Härte von Shore A 30 bis 80 gebildet. Vorzugsweise liegt die Härte des Kunststoffmaterials im Bereich von Shore A 45 bis 65.
Der Trichter muss nicht kegelstumpfförmig sein, vielmehr kann die Steigung der Trichterwand in axialer Richtung des Trichters variieren, d. h. die Steigung einer Tangente an der Trichterwand kann in axialer Richtung von dem der Sprechmembran abgewandten Ende des Trichters zu dem der Sprechmembran zugewandten Ende des Trichters abnehmen. Darüber hinaus muss der Trichter auch nicht exakt rotationssymmetrisch in Bezug auf seine Längsachse sein. In beiden genannten Fällen wäre der Öffnungswinkel eines solchen Trichters dann als der mittlere Öffnungswinkel zu bestimmen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen erläutert, in denen:
1 eine Schnittansicht einer Atemschutzmaske im Bereich der Sprechmembran zeigt;
2 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Sprechmembran und umgebender Komponenten zeigt, und
3 eine Draufsicht auf das Maskeninnere zeigt.
Mit Bezug auf die 1 und 2 wird im Folgenden der Aufbau der Sprechmembraneinheit beschrieben. Die Sprechmembran 8 wird von zwei Schraubringen 6 und 10 eingefasst, die die Sprechmembran 8 gespannt halten. Im Inneren der Atemschutzmaske schließt sich ein Schutzgitter 2 an, das die Sprechmembran 8 im Inneren abdeckt.
Im Maskeninneren schließt sich an den Schraubring 6 ein Trichter 4 an. Wie dargestellt ist der Trichter 4 nicht rotationssymmetrisch, sondern ist die Höhe in axialer Richtung in zwei gegenüberliegenden Bereichen 5 reduziert, wodurch Freiraum für Mund und Nase des Trägers geschaffen wird.
Der Öffnungswinkel des Trichters 4 ist als Öffnungswinkel zwischen diametral gegenüberliegenden Tangenten an der Innenwand des Trichters definiert. Dieser Öffnungswinkel liegt im Bereich zwischen 20° und 90°, vorzugsweise im Bereich zwischen 30° und 50°.
Der Trichter 4 besteht vorzugsweise aus Kunststoffmaterial mit einer Härte von Shore A 30 bis 80, vorzugsweise Shore A 45 bis 65.
Das Schutzgitter 2 definiert vorzugsweise in regelmäßigem Muster wabenförmige Öffnungen, die vorzugsweise im Größenbereich von 10 mm² bis 100 mm² liegen.
Bezugszeichenliste

1: Atemschutzmaske
2: Schutzgitter
4: Trichter
5: Trichterbereiche mit reduzierter Wandhöhe
6: Schraubring
8: Sprechmembran
10: Schraubring

Claims

Atemschutzmaske mit einem Maskenkörper, der dazu ausgebildet ist, um das Gesicht eines Trägers abzudecken, und mit einer Öffnung im Maskenkörper, die von einer Sprechmembran (8) gasdicht verschlossen ist, wobei im Innenraum des Maskenkörpers ein auf die Sprechmembran gerichteter Trichter (4) mit einem Öffnungswinkel im Bereich zwischen 20° und 90° vor der Sprechmembran angeordnet ist, um Schallwellen auf die Sprechmembran zu fokussieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des Trichters in axialer Richtung in zwei gegenüberliegenden Bereichen reduziert ist, wodurch Freiraum für den Mund und die Nase des Trägers geschaffen wird.
Atemschutzmaske nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungswinkel des Trichters (4) zwischen 30° und 50° liegt.
Atemschutzmaske nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der der Sprechmembran zugewandten Öffnung des Trichters (4) gleich der Größe der Sprechmembran (8) ist.
Atemschutzmaske nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trichter (4) an seiner der Sprechmembran zugewandten Öffnung mit einem Rahmen verbunden ist, in dem die Sprechmembran (8) aufgespannt gehalten ist.
Atemschutzmaske nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen einstückig mit dem Trichter ausgebildet ist.
Atemschutzmaske nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der der Sprechmembran zugewandten Öffnung des Trichters ein Schutzgitter (2) angeordnet ist.
Atemschutzmaske nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzgitter mehrere konzentrisch in der der Sprechmembran zugewandten Öffnung liegende Ringelemente aufweist, die von mehreren radial verlaufenden Stegelementen in der der Sprechmembran zugewandten Öffnung des Trichters gehalten werden.
Atemschutzmaske nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzgitter (2) durch eine Vielzahl von Stegelementen gebildet wird, die die der Sprechmembran zugewandte Öffnung des Trichters in eine Vielzahl von wabenförmigen Öffnungen unterteilen.
Atemschutzmaske nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass alle wabenförmigen Öffnungen die gleiche Größe haben, die im Bereich von 10 mm² bis 100 mm² liegt.
Atemschutzmaske nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trichter (4) aus Kunststoffmaterial mit einer Härte von Shore A 30 bis 80 gebildet ist.
Atemschutzmaske nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Trichter (4) aus einem Kunststoffmaterial mit einer Härte von Shore A 45 bis 65 gebildet ist.