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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Atemhalbmaske, welche den Mund und den Nasenbereich des Kopfes eines Benutzers überdeckt.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Leichte Atemhalbmasken, die aus einem Vliesstoff bestehen und mittels eines formbaren Nasenbügels und Gummibändern über Mund und Nase befestigt werden, sind bekannt. Diese im Wesentlichen partikel- und tröpfchenfiltrierenden Halbmasken werden beispielsweise als Mundschutz im medizinischen Bereich eingesetzt, um die Übertragung von Krankheitserregern durch Einatmen von Sekrettröpfchen zu verhindern. Ein anderer Anwendungsbereich ist die Reduktion der Staubbelastung der Lunge in sehr staubiger Umgebungsluft, beispielsweise im Baugewerbe. Vermehrt werden solche leichten Atemhalbmasken vor allem in asiatischen Großstädten bei Smogbelastung eingesetzt.
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Die Wirksamkeit dieser Atemhalbmasken ist jedoch gering. Zudem haben diese Masken eine begrenzte Einsatzdauer und sind als „Wegwerfprodukte“ konzipiert. Dadurch entstehen große Mengen kontaminierten Abfalls.
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Ebenfalls bekannt sind professionelle Atemschutzmasken, die oft auch als Gasmaske bezeichnet werden und mit einer Dichtlippe nahezu luftdicht am Gesicht des Benutzers anliegen. Derartige Atemschutzmasken können sowohl als Halbmasken als auch als Vollmasken ausgeführt sein und tragen unmittelbar im Gesichtsbereich der Maske spezielle Filter, die neben Stäuben und Aerosolen auch schädliche Gase und Dämpfe aus der Umgebungsluft filtern. Diese Atemschutzmasken werden meist nur in speziellen Umgebungen mit besonders starker Luftverschmutzung oder im Katastrophenfall wie beispielsweise bei einem Brand oder Gasalarm eingesetzt.
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Ein Nachteil derartiger Atemschutzmasken besteht darin, dass durch den Filter der Atemwiderstand und somit die Belastung des Benutzers beim Atmen erhöht wird. Zudem kann eine solche professionelle Atemschutzmaske modischen Anforderungen nicht entsprechen, die einen Einsatz der Maske im Alltag erlauben würde.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Atemhalbmaske zu schaffen, welche die Atmung des Benutzers kaum erschwert. Vorzugsweise kann eine solche Atemhalbmaske dabei aufgrund ihrer technischen Merkmale zudem modischen Anforderungen genügen.
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Diese Aufgabe wird mit einer Atemhalbmaske eingangs genannter Art gelöst, bei der:
- b) die Atemhalbmaske mindestens einen mit einem Einlassgebläse versehenen Einlass hat,
- c) an dem mindestens einen Einlassgebläse ein Luftfilter angeordnet ist, dessen Luftwiderstand beim Einatmen zumindest teilweise durch die Förderleistung des Einlassgebläses kompensiert wird, und wobei
- d) die Atemhalbmaske ein Auslassventil aufweist, durch welches vom Benutzer ausgeatmete Luft entweichen kann.
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Die Erfinder haben erkannt, dass insbesondere in Regionen der Welt, in denen eine starke Luftverschmutzung herrscht, wie beispielsweise in Großstädten, Bedarf besteht an einer täglich verwendbaren Atemschutzvorrichtung für den Außenbereich, die effizient gereinigte Luft bereitstellen kann und die zudem einen hohen Tragekomfort bietet.
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Dazu muss jedoch eine Atemschutzvorrichtung mit einem besonders effizienten Filtersystem ausgestattet werden, um die Atmung nicht zu erschweren. Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, dass die Atemhalbmaske mindestens einen mit einem Einlassgebläse versehenen Einlass hat. Durch das Einlassgebläse kann eine aktive Zufuhr der gereinigten Luft zu den Atemwegen erfolgen, wobei der Widerstand des Luftfilters teilweise durch die Förderleistung des Einlassgebläses überwunden wird und auf diese Weise die Atmung des Benutzers unterstützt wird. Insofern handelt es sich bei der Atemhalbmaske um eine Atemhilfe. Hierbei ist unter gereinigter Luft solche Luft zu verstehen, aus der Aerosole und Partikel im Wesentlichen herausgefiltert wurden.
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Unter einer Atemhalbmaske wird hierbei eine Atemmaske verstanden, die derart ausgestaltet ist, dass sie am Kopf eines Benutzers befestigbar ist, ohne die Augenpartie zu überdecken. Insbesondere kommt in Betracht, dass die Atemhalbmaske in etwa bogenförmig ausgeführt ist und Mund und Nase des Benutzers überdeckt. Dadurch, dass die Atemhalbmaske kompakt ausgeführt ist, bietet sich diese insbesondere für den alltäglichen Gebrauch an.
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Das Luftfilter ist dabei von außerhalb der Atemhalbmaske betrachtet vorzugsweise vor dem Einlassgebläse, d.h. stromauf des Einlassgebläses, angeordnet. Dadurch wird das Einlassgebläse weniger stark verschmutzt. Als Filtermaterial des Luftfilters am Einlass kommt beispielsweise mehrlagiger Vliesstoff in Betracht. Zur Beseitigung von unangenehmen Gerüchen, Gasen und Rauchpartikeln kann des Weiteren ein Aktiv-Kohlefilter integriert sein. Um einen dauerhaften, täglichen Gebrauch der Atemhalbmaske zu ermöglichen, kann der Luftfilter austauschbar ausgestaltet sein.
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Das Auslassventil kann als Rückschlagventil, insbesondere als Flatterventil, ausgeführt sein.
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Der mindestens eine Einlass kann dabei seitlich am Mund oder sogar seitlich vom Mund angeordnet sein. Vorzugsweise ist das Einlassgebläse dann ein Radialgebläse. Dieses kann in Richtung zum Ohrbereich der Atemhalbmaske hin ein Umfangsluftleitelement aufweisen, welches den radial austretenden Einlassluftstrom in Richtung zum vorderen Bereich der Atemhalbmaske hin umlenkt.
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Vorzugsweise ist das mindestens eine Einlassgebläse im Wesentlichen außerhalb des Mundbereichs des Benutzers angeordnet ist. Dies ermöglicht eine freiere Gestaltung im Frontbereich der Maske.
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Vorzugsweise ist am Auslassventil ein Gebläse, insbesondere ein Axialgebläse, angeordnet. Mit einem solchen Auslassgebläse wird zuverlässig die ausgeatmete Auslassluft nach außen gefördert, die ansonsten wieder eingeatmet würde. Dadurch wird der CO2-Gehalt der im folgenden Atemzug eingeatmeten Luft reduziert. Das Auslassventil ist daher vorzugsweise vor dem Mund angeordnet.
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Vorzugsweise ist innerhalb der Atemhalbmaske vor dem Mund ein Luftraum vorgesehen, in welchem ein Leitelement angeordnet ist, das aus dem Mund ausgeatmete Auslassluft zumindest teilweise in Richtung des Auslassventils kanalisiert. Ein solches Leitelement kann beispielsweise ein trichterförmiger Steg von mehr als einem 0,5 cm, vorzugsweise mehr als 1 cm, um das Auslassventil herum sein. Das Leitelement verhindert zumindest teilweise, dass sich in dem Freiraum zwischen dem Gesicht des Benutzers und der Atemhalbmaske vor dem Mund die einströmende gereinigte Luft mit der ausgeatmeten Auslassluft vermischt.
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Vorzugsweise werden das mindestens eine Einlassgebläse und das gegebenenfalls vorhandene Auslassgebläse von einer insbesondere wiederaufladbaren Batterieversorgung versorgt, die in einem Seitenbereich der Atemhalbmaske oder an einem Kopfband zur Befestigung der Atemhalbmaske am Kopf des Benutzers angeordnet ist.
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Obwohl es auch denkbar ist, eine separate Batterieversorgung am Körper zutragen, vermeidet die Batterieversorgung in unmittelbarer Nähe zur Atemhalbmaske Verbindungskabel vom Kopf zum Körper. Insbesondere kann die Batterieversorgung an der Maske im Wangenbereich des Benutzers angeordnet sein, vorzugsweise weniger als 2 cm, insbesondere weniger als 1 cm, vom Ohr des Benutzers entfernt. Insbesondere dann wenn die Atemhalbmaske zwei Batterieversorgungen aufweist, die seitlich am Kopf und im Wesentlichen außerhalb des Gesichtsbereichs des Benutzers angeordnet sind, ist ein symmetrischer Aufbau der Atemhalbmaske möglich, der auch eine symmetrische Gewichtsverteilung zur Folge hat.
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Vorzugsweise sind das mindestens eine Einlassgebläse und das Auslassventil sowie das gegebenenfalls vorhandene Auslassgebläse über eine Maskentragstruktur verbunden, an welcher eine austauschbare Filterstoffmaske befestigt werden kann.
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Eine Filterstoffmaske kann beispielsweise als Inlay-Maske ausgestaltet sein, die von innen an der Tragstruktur befestigt wird. Die Filterstoffmaske kann aus den bekannten Vliesfilterstoffen oder Zellulosestoff hergestellt sein. Ferner kann die Filterstoffmaske vor allem den vorderen Mund- und Nasenbereich überdecken. Die Maskentragstruktur kann in diesem Bereich dazu mindestens einen lichten Durchgang aufweisen, der dann von der Filterstoffmaske überspannt wird.
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Ist die Filterstoffmaske transparent ausgestaltet und sind die anderen Elemente an der Maskentragstruktur im Wesentlichen außerhalb des Gesichtsbereichs des Benutzers angeordnet ist, so ist die Erkennbarkeit der Gesichtszüge des Benutzers kaum beeinträchtigt, wodurch die Atemschutzvorrichtung für den Gebrauch im Alltag besonders attraktiv ist. Hierbei ist als außerhalb des Gesichtsbereichs angeordnet zu verstehen, wenn wesentliche Gesichtsmerkmale wie Mund und/oder Nase nicht intransparent überdeckt werden. Dadurch dass der Mund als Gesichtsmerkmal bei getragener Atemhalbmaske sichtbar bleibt, kann die Kommunikation im Alltag erleichtert werden. Des Weiteren wird die Atemhalbmaske dadurch optischen Ansprüchen gerecht.
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Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Atemhalbmaske eine transparente Maskentragstruktur aufweist. Als Werkstoff kommt hierbei insbesondere ein transparenter Kunststoff in Betracht, wodurch die Erkennbarkeit des Benutzers weiter gesteigert werden kann. Die Maskentragstruktur kann je nach modischer Anforderung aber auch transluszent oder opak ausgeführt sein.
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Vorzugsweise umfassen die Maskentragstruktur und die Filterstoffmaske eine Verbindungseinrichtung, mit welcher die Filterstoffmaske mit der Maskentragstruktur werkzeugfrei formschlüssig verbindbar und wieder lösbar ist. Auf diese Weise kann die Filterstoffmaske einfach ausgetauscht werden. Als Verbindungseinrichtung kommen beispielsweise Rastnasen an der Maskentragstruktur in Frage, die mit Rastlöchern in der Filterstoffmaske zusammenarbeiten. Auch denkbar ist eine Klettverbindung als Verbindungseinrichtung. Unabhängig davon kann eine Klettverbindung auch zur Befestigung des austauschbaren Luftfilters an dem Einlassgebläse verwendet werden.
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Vorzugsweise ist mit dem mindestens einen Einlassgebläse in der Atemhalbmaske ein Überdruck erzeugbar. Der in der Atemhalbmaske herrschende Überdruck erlaubt es eine Luftströmung vom Inneren der Atemhalbmaske in die Umgebung zu erzeugen, sodass der Einfluss eventueller Undichtigkeiten der Maske auf die Qualität der gereinigten Luft verringert wird. Zudem kann der Anpressdruck der Atemhalbmaske an das Gesicht des Bedieners verringert werden, wodurch wiederum der Tragekomfort erhöht wird.
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Um eine ausreichende Dichtwirkung und gleichzeitig hohen Tragekomfort zu gewährleisten, kann vorgesehen sein, dass die Atemhalbmaske eine weiche Dichtlippe aufweist, die am Gesicht des Benutzers anliegt. Wird zudem die Maskentragstruktur ebenfalls begrenzt flexibel ausgeführt, so erlaubt die Atemhalbmaske durch geringe elastische Verformung eine individuelle Anpassung an die Gesichtskontur des jeweiligen Benutzers.
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Vorzugsweise sind sämtliche Komponenten der Atemhalbmaske werkzeuglos lösbar miteinander verbunden. Auf diese Weise ist eine einfache Demontage der einzelnen Komponenten der Atemschutzvorrichtung möglich, um diese beispielsweise schnell zu reinigen.
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Um die Atemhalbmaske über Mund und Nase des Benutzers zu befestigen, kann diese ein Gummiband aufweisen, welches im Nacken des Benutzers getragen wird. Um eine einfache Handhabung im Alltag zu ermöglichen, kann auch das Gummiband lösbar an die Atemhalbmaske angebunden sein. Alternativ kann ein zusätzlicher Verschluss, beispielsweise ein Magnetverschluss, im Gummiband vorgesehen sein, mit dessen Hilfe ein schnelles An- und Ausziehen der Maske möglich ist. Des Weiteren kann das Gummiband auch lösbar an den Anschlusselementen befestigt sein.
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Zur Unterstützung der Befestigung der Atemhalbmaske am Kopf des Benutzers kann des Weiteren vorgesehen sein, dass die Atemhalbmaske einen Bügel aufweist, der am Ohr des Benutzers befestigbar ist. Dadurch kann ein Runterrutschen der Atemhalbmaske verhindert werden.
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Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Atemhalbmaske eine Steuerung umfasst, mit deren Hilfe die Förderleistung der Gebläse einstellbar ist. Mittels einer Anzeige kann ferner beispielsweise der Zeitpunkt des nächsten Filterwechsels angezeigt werden. Dieser kann durch den Filterwiderstand oder durch die Einsatzdauer zu bestimmen sein.
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Figurenliste
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt:
- 1 eine dreidimensionale Ansicht der Atemhalbmaske, die von einem Benutzer getragen wird.
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BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Grundlegender Aufbau der Atemschutzvorrichtung
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In 1 ist mit 10 insgesamt eine Atemhalbmaske als Atemhilfe bezeichnet, die gereinigte Luft bereitstellt und von einem Benutzer 12 getragen wird.
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Die Atemhalbmaske 10 ist derart ausgestaltet, dass sie am Kopf des Benutzers befestigbar ist, ohne dass die Augenpartie des Benutzers 12 überdeckt wird. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel überdeckt die Atemhalbmaske 10 Mund und Nase des Benutzers 12. Alternativ ist auch eine Atemhalbmaske 10 denkbar, die lediglich über den Mund des Benutzers 12 geht, wobei die Zufuhr von gereinigter Luft zu der Nase des Benutzers 12 über nicht eigens gezeigte Nasenzapfen erfolgen kann. Es versteht sich, dass die Atemhalbmaske 10 für unterschiedliche Benutzer 12 in verschiedenen Größen ausgeführt sein kann, wobei im Wesentlichen zwischen Männern, Frauen sowie Kindern unterschieden wird.
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Die Atemhalbmaske 10 weist einen Maskengrundkörper 14 als Maskentragstruktur auf, welcher von oben gesehen bogenförmig ist und sich im Wesentlichen von einem Ohr des Benutzers 12 über Mund und Nase zu dem anderen Ohr erstreckt. Ferner ist der Maskengrundkörper 14 nach außen gewölbt, so dass zwischen dem Gesicht des Benutzers 12 und der Innenfläche des Maskengrundkörpers 14 ein kanalförmiger Innenraum entsteht, welcher im Betrieb mit gereinigter Luft gefüllt wird. Der Maskengrundkörper 14 ist des Weiteren derart elastisch flexibel ausgeführt, dass sich die Atemhalbmaske 10 an verschiedenen Gesichtsformen anpassen lässt.
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An den Rändern des Maskengrundkörpers 14 ist jeweils eine weiche Dichtlippe 16 angeordnet, die am Gesicht des Benutzers 12 anliegt und den Innenraum des Maskengrundkörpers 14 gegenüber der Umgebung abdichtet. Als Werkstoff für die Dichtlippe 16 kommt beispielsweise Silikon oder ein thermoplastischer Elastomer (TPE) in Betracht.
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Die Dichtlippe 16 weist einen Schlitz auf, in welchen sich der Rand des Maskengrundkörpers 14 einschieben lässt. Aufgrund der Elastizität der Dichtlippe 16 entsteht auf diese Weise eine formschlüssige Verbindung zwischen Maskengrundkörper 14 und Dichtlippe 16, die ohne Werkzeug lösbar ist.
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Damit die Atemhalbmaske 10 an Mund und Nase des Benutzers 12 befestigt werden kann, weist diese ein Gummiband 18 auf, welches dehnbar ist und die Atemhalbmaske 10 an das Gesicht des Benutzers 12 andrückt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Gummiband 18 über den Kopf des Benutzers 12 gezogen worden und wird im Nacken des Benutzers 12 getragen. In einem weiteren nicht eigens gezeigten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass das Gummiband 18 zwei Teilstücke aufweist, die mittels eines Verschlusses im Nacken des Benutzers 12 miteinander verbindbar sind.
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Um ein Runterrutschen der Atemhalbmaske 10 zu verhindern, weist diese im hier gezeigten Ausführungsbeispiel zusätzlich zwei Bügel 20 auf, welche im Wesentlichen hakenförmig ausgeführt sind und beidseitig von hinten an jedem Ohr des Benutzers 12 befestigt sind.
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Die Atemhalbmaske 10 umfasst ferner zwei Einlässe, von welchen nur der auf der rechten Wangenseite angeordnete Einlass 22 in 1 erkennbar ist. Der Einlass 22 umfasst ein Einlassgebläse 24, dessen Einlassschlitze gestrichelt gezeigt sind, da das Einlassgebläse 24 nach außen von einem Filterpad 26 als Luftfilter überdeckt wird. Das Filterpad 26 dazu ist über eine Klettverbindung von außen an dem Maskengrundkörper 14 befestigt. Auf der Innenseite trägt der Maskengrundkörper 14 hingegen ein Radialgebläse als Einlassgebläse 24. Der Einlass 22 verbindet somit über das Einlassgebläse 24 die Umgebungsluft mit dem Innenraum der Atemhalbmaske 10.
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In der Figur nicht erkennbar umfasst das Einlassgebläse 24 ein Luftumlenkelement, das die aus dem Radialgebläse in Richtung Ohr des Benutzers 12 austretende Luft in Richtung Vorderbereich der Atemhalbmaske 10 umlenkt.
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Das Filterpad 26 kann außer einem Papier- oder Vliesstofffilter insbesondere einen Aktiv-kohlefilter umfassen, mit dem außer Aerosolen und Partikeln auch unangenehme Gerüche aus der Umgebungsluft herausgefiltert werden können. Des Weiteren kann das Filterpad 26 ein Duftpad umfassen, das entweder in verschiedenen Aromarichtungen angeboten wird oder nach dem Geschmackssinn des Benutzers aromatisierbar ist, um das Wohlbefinden des Benutzers beim Tragen der Atemhalbmaske 12 zu steigern.
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Im Mund- und Nasenbereich der Atemhalbmaske 10 weist der Maskengrundkörper 14 einen lichten Durchgangsbereich 28 auf. Dieser lichte Durchgangsbereich 28 wird von einer Filterstoffmaske 30 überspannt, die an dem Maskengrundkörper 14 befestigt wird und vorzugsweise den Mund- und Nasenbereich überdeckt (vgl. grob gestrichelte Linie).
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Filterstoffmaske 30 ist vor dem Mundbereich etwas nach außen gewölbt und stellt dadurch vor dem Mund einen Freiraum 32 bereit, der ein angenehmes Ein- und Ausatmen ermöglicht.
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Die Filterstoffmaske 30, die beispielsweise aus einem Vliesstoff hergestellt sein kann, nimmt Feuchtigkeit aus der ausgeatmeten Luft auf und kann von Zeit zu Zeit ausgewechselt werden. Dazu ist die Filterstoffmaske austauschbar mit dem Maskengrundkörper 14 verbindbar. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Filterstoffmaske 30 mit zwei Rastlöchern 34 von innen an dafür am Maskengrundkörper 14 vorgesehenen Rastpins aufgesteckt.
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Ferner weist der Maskengrundkörper 14 nahe des Kinnbereichs des Benutzers 12 zwei Tragstege 36 auf, welche nach oben hin etwa auf Höhe des Mundes des Benutzers 12 ein Auslassventil 38 tragen, welches ein Abführen der ausgeatmeten Luft ermöglicht. Dazu ist das Auslassventil 38 als Flatterventil mit einer flexiblen Membran ausgestaltet, welches einen Luftstrom vom Inneren der Atemhalbmaske 10 nach außen erlaubt, einen Luftstrom von der Umgebung ins Innere der Atemhalbmaske 10 jedoch verhindert. Die Filterstoffmaske 30 weist zur Aufnahme des Auslassventils 38 eine entsprechende Durchgangsausnehmung auf.
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Innerhalb der Atemhalbmaske 10 ist dem Auslassventil 38 noch ein Auslassgebläse 40 in Form eines Axialgebläses vorgeschaltet, welches auch das Ausatmen durch das Auslassventil 38 unterstützt und vor allem die ausgeatmete Luft schnell nach außen befördert.
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In dem Freiraum 32 vor dem Mund ist ferner um das Auslassventil 38 und das Auslassgebläse 40 herum ein trichterförmiger Steg 42 als Leitelement angeordnet. Dieser Steg 42 kanalisiert aus dem Mund ausgeatmete Auslassluft in Richtung des Auslassventils 38 und verhindert so, dass sich die gereinigte Luft, die von den seitlich angeordneten Einlässen 22 in den Freiraum 32 eintritt bereits vor dem Einatmen mit der ausgeatmeten Luft mit hohem CO2-Gehalt vermischt.
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Schließlich weist die Atemhalbmaske 10 eine Batterieversorgung 44 auf, welche die Einlassgebläse 24 sowie das Auslassgebläse 40 mit elektrischer Energie versorgt. Die Batterieversorgung 44 ist dazu in den beiden seitlichen Endbereichen 46 des Maskengrundkörpers 14 der Atemhalbmaske 10 aufgenommen, deren Wölbung entsprechend stark ausgeführt ist.
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Funktionsweise
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Bei Aktivierung der Atemhalbmaske 10 über eine nicht gezeigte Steuerung werden die Ein- uns Auslassgebläse 24 und 40 eingeschaltet. Die Einlassgebläse 24 saugen Umgebungsluft durch das Filterpad 26 an und leiten die dadurch gereinigte Luft in den Freiraum 34 vor dem Mund- und Nasenbereich des Benutzers 12.
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Da so der Filterwiderstand des Filterpads 26 teilweise kompensiert wird und sogar ein geringer Überdruck erzeugt wird, unterstützt dies die Atmung des Benutzers 12, sodass die Bereitstellung gereinigter Luft nicht von der Ansaugleistung der Lunge des Benutzers 12 abhängt.
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Danach tritt ausgeatmete Luft durch das Auslassventil 38 unterstützt durch das Auslassgebläse 40 von dem Innenraum der Atemhalbmaske 10 in die Umgebung hinaus, wenn sich ein ausreichender Betätigungsdruck für das Flatterventil aufgebaut hat.
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Bei einem nicht eigens gezeigten Ausführungsbeispiel kann auf die Bügel 20 verzichtet werden, wenn das Gummiband 22 ausreichenden Sitz gewährleistet. Alternativ kann vorgesehen sein, dass Verbindungsmittel zum Befestigen an Ohrmuscheln eines Kopfhörers mit Kopfbügel aufweisen. Dadurch wird die Atemhalbmaske 10 durch den Kopfbügel der Kopfhörer unterstützt.
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Bei einem weiteren nicht eigens gezeigten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass ein Headset für Mobiltelefone oder für Musikplayer an der Atemhalbmaske vorgesehen ist. Dadurch wird gleichzeitig das Telefonieren bzw. Musikhören ermöglicht.
