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Die Erfindung betrifft eine Gesichtsmaske nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zu deren Herstellung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
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Gesichtsmasken sind häufig nicht optimal ausgebildet. Sie filtern oft die eingeatmete Luft nur unzureichend, weil sie beispielsweise aus einem ungeeigneten Material gebildet sind oder nicht dicht am Gesicht des Trägers anliegen. Andererseits haftet die Gesichtsmaskenfläche oft am Gesicht des Trägers und bildet insbesondere, wenn sie feucht ist, einen hohen Atemwiderstand, was zu Unbehagen beim Träger führt.
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Nicht zuletzt bieten herkömmliche Gesichtsmasken oft keinen wirksamen Schutz gegen Viren für den Träger. Dieser atmet die Viren aufgrund der genannten Problematik trotzdem ein oder kontaminiert beim Ausatmen seine Umgebung mit den Viren.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine neue Gesichtsmaske und ein neues Verfahren zu deren Herstellung vorzuschlagen, welche die genannten Nachteile vermeiden.
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Diese Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung gemäß der Lehre der Ansprüche 1 und 7 gelöst.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Erfindungsgemäß weist die Gesichtsmaske eine Auflagekante auf, mit welcher die Gesichtsmaske gasdicht am Gesicht des Trägers anliegt, einen Kinnaufnahmebereich, mit welchem die Gesichtsmaske am Kinn des Trägers fixiert wird, und einen Nasenaufnahmebereich, mit welchem die Gesichtsmaske an der Nase des Trägers fixiert wird. Die Gesichtsmaske ist gekennzeichnet durch ein gasundurchlässiges Material, ein unelastisches oder thermoelastisches Material, eine an den dreidimensionalen Verlauf der individuellen Auflagekontur am Gesicht des Trägers angepasste Auflagekante, und zumindest einen Filteranschluss.
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Die Auflagekante ist derjenige Bereich der Gesichtsmaske, die das Gesicht des Trägers berührt. Sie kann zusätzlich noch mit einem polsternden dichtenden Medium abgefasst sein. Die Auflagekante bildet also die umlaufende Begrenzung der Gesichtsmaske.
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Wichtig ist, dass die Auflagekante gasdicht am Gesicht des Trägers anliegt. Nur so kann gewährleistet werden, dass beim Einatmen und Ausatmen keine Luft zwischen Maske und Gesicht hindurchtreten kann.
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Des Weiteren weist die Gesichtsmaske einen Kinnaufnahmebereich auf, mit welchem die Gesichtsmaske am Kinn des Trägers fixiert wird. Der Kinnaufnahmebereich ist innerhalb der Gesichtsmaske als eine Art Mulde ausgebildet, in die das Kinn des Trägers passt.
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Zusätzlich weist die Gesichtsmaske einen Nasenaufnahmebereich auf, mit welchem die Gesichtsmaske an der Nase des Trägers fixiert wird. Der Nasenaufnahmebereich ist ebenfalls als eine Art Mulde ausgebildet, in die zumindest die Nasenspitze passt.
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Kinnaufnahmebereich und Nasenaufnahmebereich wirken derart zusammen, dass sie gegenseitig die Gesichtsmaske am Gesicht des Trägers fixieren. Wenn die Gesichtsmaske mit dem Kinnaufnahmebereich über zumindest einen Teil des Kinns des Trägers gestülpt ist und mit ihrem Nasenaufnahmebereich zumindest über einen Teil der Nase des Trägers gestülpt ist, so kann sich die Gesichtsmaske aufgrund dieser Zweipunktfixierung weder nach oben bzw. unten und auch nicht nach rechts oder links bewegen.
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Die Gesichtsmaske ist aus einem gasundurchlässigen sowie unelastischen oder thermoelastischen Material gebildet. Gasundurchlässig soll das Material sein, damit die ein- und ausgeatmete Luft über einen definierten Luftweg gezwungen werden kann. Durch das Material der Gesichtsmaske soll keine Luft hindurchtreten können. Sie soll für ein Gas vollkommen dicht sein.
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Darüber hinaus soll das Material der Gesichtsmaske unelastisch oder thermoelastisch sein. Die Gesichtsmaske behält dadurch auch unter Einwirkung von Kräften ihre Form. Sie ist formstabil und unflexibel. Dadurch kann die Auflagekante besonders gut an das Gesicht des Trägers angedrückt werden, ohne dass sich dabei die Gesichtsmaske verformt. Die Anlage der Gesichtsmaske am Gesicht des Trägers wird dadurch besonders dicht und luftundurchlässig.
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Wenn zumindest der Bereich der Auflagekante aus einem thermoelastischen Material gebildet ist, kann die Auflagekante sich bei Erwärmung besser an die individuelle Auflagekontur am Gesicht des Trägers anpassen.
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Wenn das thermoelastische Material ab Körpertemperatur und aufwärts thermoelastisch wird, so kann dieses Anpassungsverhalten noch begünstigt werden ohne dass die Gesichtsmaske bei darunter liegenden Lagertemperaturen deformiert oder beschädigt werden kann.
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Dadurch, dass sich die Gesichtsmaske nicht unter dem Andruck verformt, bleibt das Volumen unterhalb der Gesichtsmaske, also der Abstand zum Gesicht des Trägers, erhalten. Dies führt zu gutem Tragekomfort. Die Gesichtsmaske blockiert weder Nase noch Mund.
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Die Auflagekante ist an den dreidimensionalen Verlauf der individuellen Auflagekontur am Gesicht des Trägers angepasst. Dadurch können sich zwischen Auflagekante und Gesicht des Trägers keine Abstände bilden, durch die dann Atemluft beim Ein- oder Ausatmen hindurchtreten könnte. Durch die Anpassung der Auflagekante an die individuelle Auflagekontur des Gesichts des Trägers liegt die Auflagekante auf dem Gesicht optimal ohne Abstände an. Die Auflagekante folgt mit anderen Worten also dreidimensional parallel dem Verlauf der Auflagekontur am Gesicht des Trägers.
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Die Auflagekontur am Gesicht des Trägers ist die Berührungslinie der Auflagekante der Gesichtsmaske mit dem Gesicht. Wenn die Gesichtsmaske auf das Gesicht aufgesetzt wird, berührt die Gesichtsmaske mit der Auflagekante das Gesicht. Diese Berührungslinie, im mathematischen Sinne eine Trajektorie, entspricht auf der einen Seite der Auflagekante der Gesichtsmaske und entspricht auf der anderen Seite der Auflagekontur am Gesicht des Trägers.
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Die Art der Anpassung ist grundsätzlich beliebig. Die Auflagekante kann beispielsweise analog durch einen Gipsabdruck angepasst werden. Die Auflagekante kann aber beispielsweise auch digital durch einen 3D-Scan oder Fotografie angepasst werden.
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Des Weiteren umfasst die Gesichtsmaske zumindest einen Filteranschluss. An diesem Filteranschluss kann beispielsweise gasdicht, also luftdicht, ein Atemfilter angeschlossen werden. Der Filteranschluss kann vorteilhaft beispielsweise seitlich an der Gesichtsmaske zwischen Kinnaufnahmebereich und Nasenaufnahmebereich vorgesehen sein.
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Im Ergebnis wird also durch die Merkmalsgesamtheit des Anspruchs 1 erreicht, dass die Atemluft sowohl beim Ein- und Ausatmen nur durch den Filteranschluss in die oder aus der Gesichtsmaske gelangen kann. Die Atemluft wird sowohl beim Ein- und Ausatmen sicher durch den Filteranschluss bzw. den daran angeschlossenen Filter geleitet. Die Gesichtsmaske liegt durch die Anpassung der Auflagekante vollkommen dicht am Gesicht des Trägers an. Das Material der Gesichtsmaske ist ebenfalls gasundurchlässig.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wird die Gesichtsmaske vermittels des Nasenaufnahmebereiches ohne Verdeckung der Augenpartie an der Nase des Trägers fixiert. Dadurch wird der Abdeckbereich des Gesichts durch die Gesichtsmaske minimal gehalten, der Träger wird möglichst wenig entsteht durch die Maske, und der Tragekomfort wird dadurch erhöht.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Material der Gesichtsmaske transparent. Dadurch wird die Gesichtsmaske weniger auffällig am Gesicht des Trägers und der Tragekomfort dadurch erhöht. Auch Gesichtserkennungsverfahren können dadurch wie gewohnt arbeiten.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind zumindest zwei Filteranschlüsse vorgesehen. An die Filteranschlüsse lassen sich beispielsweise Atemluftfilter anschließen. Die Verbindung zwischen Filteranschluss und Luftfilter ist gasdicht. Dadurch wird die Atemluft auf einen definierten Luftweg durch die Gesichtsmaske geleitet. Wie beschrieben kann die Atemluft lediglich durch die Filteranschlüsse in die oder aus der Gesichtsmaske gelangen. Bei Verwendung von zwei Filteranschlüssen kann beispielsweise ein daran angeschlossener Luftfilter als Lufteingangsfilter wirken, und der andere daran angeschlossene Luftfilter kann als Luftausgangsfilter wirken.
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Man könnte dadurch beispielsweise für den Eingang oder den Ausgang verschiedene Luftfilterqualitäten realisieren.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist zumindest ein Filteranschluss als Bajonettanschluss ausgeführt. Dadurch lässt sich ein Luftfilter besonders einfach und schnell an die Gesichtsmaske ankoppeln bzw. abkoppeln. Der Austausch eines Atemluftfilters ist dann möglich, wenn der Träger kurz beim Atem die Luft anhält.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind an den Seitenbereichen zwischen Kinnaufnahmebereich und Nasenaufnahmebereich Befestigungsanschlüsse vorgesehen. Diese Befestigungsanschlüsse dienen der Aufnahme von Befestigungsmitteln, beispielsweise von Gummibändern zur Fixierung hinter dem Ohr des Trägers oder Bändern zur Fixierung hinter dem Kopf des Trägers.
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Weiterhin wird die obige Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung einer Gesichtsmaske mit den folgenden Schritten gelöst:
- - Durchführung eines dreidimensionalen Scanvorgangs des Gesichtes des Trägers der Gesichtsmaske, und
- - Generierung eines Datensatzes des dreidimensionalen Verlaufs der individuellen Auflagekontur am Gesicht des Trägers, und
- - Generierung eines Datensatzes des Kinnbereiches des Trägers, und
- - Generierung eines Datensatzes des Nasenbereiches des Trägers, und
- - Verbindung der Datensätze zu einem Herstellungsdatensatz.
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Durch den dreidimensionalen Scanvorgang des Gesichts des Trägers der Gesichtsmaske wird praktisch die Form des Gesichtes dreidimensional erfasst und abgetastet, so dass der Verlauf der Gesichtskontur danach als dreidimensionaler Datensatz vorliegt.
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Daraus kann ein Datensatz des dreidimensionalen Verlaufs der individuellen Auflagekontur am Gesicht des Trägers generiert werden. Mit anderen Worten wird also die Auflagelinie der Gesichtsmaske am Gesicht des Trägers als dreidimensionaler Datensatz generiert. Dies entspricht dann auch der Form der Auflagekante der Gesichtsmaske.
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Zusätzlich werden Datensätze des Kinnbereiches und des Nasenbereiches des Trägers generiert. Es wird also hier die dreidimensionale Form des Kinnbereiches und des Nasenbereiches des Trägers erfasst und als dreidimensionaler Datensatz gespeichert.
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Diese Formen entsprechen dann dem Kinnaufnahmebereich bzw. Nasenaufnahmebereich der Gesichtsmaske. So wird erreicht, dass später die Gesichtsmaske nicht nur entlang der Auflagekante an das Gesicht angepasst ist, sondern auch der Kinnaufnahmebereich und der Nasenaufnahmebereich an dem Kinnbereich und dem Nasenbereich des Trägers angepasst ist.
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So kann einerseits die abdichtende Wirkung für die Auflagekante gewährleistet werden und andererseits auch ein fester Sitz der Gesichtsmaske gewährleistet werden.
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Die Datensätze werden dann zu einem Herstellungsdatensatz verbunden. Der Herstellungsdatensatz kann auf beliebige Art zu einer Gesichtsmaske hergestellt werden. Beispielsweise kann dies durch ein 3D-Druckverfahren erfolgen oder beispielsweise auch durch ein abrasives Fräsverfahren.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird ein Datensatz zumindest eines Filteranschlusses in den Herstellungsdatensatz integriert. Dadurch kann gleich bei der Herstellung der Gesichtsmaske ein Filteranschluss mit hergestellt werden. Der Filteranschluss kann beispielsweise in Form eines Bajonettanschlusses gebildet sein.
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Die Integration des Datensatzes des Filteranschlusses in den Herstellungsdatensatz kann vorteilhaft beispielsweise seitlich an der Gesichtsmaske zwischen dem Datensatz des Kinnbereich und dem Datensatz des Nasenbereich erfolgen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird ein Datensatz zumindest eines Befestigungsanschlusses in den Herstellungsdatensatz integriert. So kann gleich bei der Herstellung ein Befestigungsanschluss mit in der Maske hergestellt werden.
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Eine Ausführungsform der Erfindung ist in den Figuren dargestellt und wird nachfolgend beispielhaft erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Seitenansicht einer Gesichtsmaske auf einem Gesicht,
- 2 eine topologische Ansicht einer Gesichtsmaske von innen.
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1 zeigt eine perspektivische Seitenansicht einer Gesichtsmaske 1 auf einem Gesicht 2. Die Gesichtsmaske 1 berührt mit ihrer Auflagekante 3 das Gesicht 2. Mit anderen Worten folgt die Auflagekante 3 der Auflagekontur des Gesichtes 2. Dadurch liegt die Gesichtsmaske 1 gasdicht am Gesicht 2 an.
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Der Nasenaufnahmebereich 4 ist an die Nase des Trägers angepasst und der Kinnaufnahmebereich 5 ist an das Kinn des Trägers angepasst. So kann sich die Gesichtsmaske 1 mit dem angepassten Nasenaufnahmebereich 4 und dem angepassten Kinnaufnahmebereich 5 anatomisch genau angepasst auf das Gesicht des Trägers klemmen.
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Mit anderen Worten kann also die Nase formschlüssig in den Nasenaufnahmebereich 4 eingreifen und das Kinn formschlüssig in den Kinnaufnahmebereich 5 eingreifen. Dadurch ist die Gesichtsmaske 1 fest am Gesicht 2 fixiert, so dass sie sich weder nach rechts und links noch nach oben und unten bewegen kann.
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Da die Gesichtsmaske 1 aus einem unelastischen oder thermoelastischen Material gebildet ist, verbleibt ein stabiles Atemvolumen 6 unterhalb der Maske, was zu einem angenehmen Tragekomfort führt. Die Maske legt sich nämlich nicht an die Atemöffnungen Mund und Nase an und blockiert diese nicht.
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An die Befestigungsanschlüsse 7 sind hier Gummibänder angebracht.
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Der Filteranschluss 8, hier sichtbar auf der linken Seite der Gesichtsmaske 1, dient zum Anschluss eines Gasfilters. Der Gasfilter wird insbesondere Atemluft filtern können, sodass auch Viren mit ausgefiltert werden.
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Durch das unelastische oder thermoelastische Material verformt sich die Gesichtsmaske 1 nicht unter der Andruckkraft. Dadurch wird ein vergleichsweise starker Druck auf die Auflagekante ausgeübt, und die Gesichtsmaske 1 liegt fest am Gesicht 2 an. Dadurch ist der Übergang zwischen Auflagekante 3 der Gesichtsmaske 1 zur individuellen Auflagekontur am Gesicht des Trägers gasdicht.
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Die Atemluft des Trägers wird dadurch durch den Filteranschluss 8 gezwungen.
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2 zeigt eine topologische Ansicht einer Gesichtsmaske 1 von innen. Mit der Auflagekante 3 liegt die Gesichtsmaske 1 auf dem Gesicht des Trägers auf.
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Im oberen Bereich weist die Gesichtsmaske 1 den Nasenaufnahmebereich 4 und im unteren Bereich den Kinnaufnahmebereich 5 auf. Gestrichelt dargestellt sind topologische Höhenlinien, welche im Nasenaufnahmebereich 4 dichter als im Kinnaufnahmebereich 5 liegen. Der Kinnaufnahmebereich 5 verläuft daher flacher als der Nasenaufnahmebereich 4.
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An den Befestigungsanschlüssen 7 sind hier Gummibänder zur Befestigung hinter den Ohren der dem Kopf des Trägers angebracht.
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Die Filteranschlüsse 8 sind bei dieser Gesichtsmaske 1 seitlich im rechten und linken Bereich zwischen Nasenaufnahmebereich 4 und Kinnaufnahmebereich 5 angeordnet.
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An die Filteranschlüsse 8 kann jeweils ein Gasfilter angeschlossen werden, mit welchem beispielsweise die Atemluft gefiltert werden kann.
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Wenn ein Filter nur in Eingangsrichtung und ein Filter nur in Ausgangsrichtung öffnet, kann die Luft auf einem definierten Weg durch die Gesichtsmaske geleitet werden. Dann ist der eine Filteranschluss als Lufteingang und der andere Filteranschluss als Luftausgang genutzt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gesichtsmaske
- 2
- Gesicht
- 3
- Auflagekante
- 4
- Nasenaufnahmebereich
- 5
- Kinnaufnahmebereich
- 6
- Atemvolumen
- 7
- Befestigungsanschluss
- 8
- Filteranschluss
