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Technisches Gebiet
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Atemmaske mit einem Mund und Nase abdeckenden Maskenkörper, der einen Lufteinlass und einen mit einem Rückschlagventil versehenen Luftauslass bildet.
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Stand der Technik
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Um die Atmung und die Atmungsmuskulatur zu trainieren, kann der Einatmungswiderstand erhöht werden. Zu diesem Zweck werden Atemmasken eingesetzt, die einen Lufteinlass mit einem entsprechend verkleinerten Strömungsquerschnitt und einen vom Lufteinlass getrennten, mit einem Rückschlagventil ausgerüsteten Luftauslass aufweisen, der zum unbehinderten Ausatmen mit einem vergleichsweise großen Strömungsquerschnitt versehen ist. Damit der Einatmungswiderstand an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden kann, ist es bekannt (
US 2012/0094806 A1 ), den Lufteinlass mit auswechselbaren Schraubkappen zu verschließen, die eine unterschiedliche Anzahl von Lufteintrittsöffnungen oder unterschiedlich große Lufteintrittsöffnungen aufweisen, sodass mit der Auswahl entsprechender Schraubkappen der Strömungsquerschnitt des Lufteinlasses an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden kann. Nachteilig ist allerdings die durch die räumlich voneinander getrennte Anordnung des Luftein- und -auslasses bedingte, vergleichsweise aufwendige Konstruktion sowie die Notwendigkeit, unterschiedliche Schraubkappen für eine geforderte Anpassung des Lufteinlasses einsetzen zu müssen.
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Darüber hinaus ist es bei einer Vorrichtung zur Behandlung schlafbedingter Atmungsstörungen bekannt (
US 2015/0040907 A1 ), ein zylindrischen Gehäuse vorzusehen, das stirnseitig einen mit einem Rückschlagventil versehenen Lufteinlass bildet und im Mantel eine sich über einen Umfangsbereich erstreckende Luftauslassöffnung aufweist, die mithilfe eines den Zylindermantel außen umgreifenden Schiebers unterschiedlich weit abgedeckt wird, sodass lediglich der Ausatmungswiderstand durch den Schieber eingestellt werden kann. Das Rückschlagventil, das durch eine die Lufteinlassöffnung abdeckende, mittig gehaltene Membrane gebildet wird, soll ein unbehindertes Einatmen gewährleisten.
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Zur Dosierung der Strömungsrate der von einem Patienten eingeatmeten Luft ist es bei einem Spirometer schließlich bekannt (
DE 601 12 709 T2 ), eine drehbare Einstellscheibe mit einer Mehrzahl von Luftöffnungen mit unterschiedlichen Durchmessern einzusetzen. Durch ein Drehen der Einstellscheibe in vorgegebenen Winkelschritten werden die Luftöffnungen nacheinander in den Strömungsweg für die Einatemluft verlagert, um den durch die jeweilige Luftöffnung angesaugten Strom der Atemluft auf eine vorbestimmte Strömungsrate einzustellen. Die Atemluft wird durch den Patienten über einen Schlauch angesaugt, der mit einem Mundstückversehen ist und ein Rückschlagventil enthält. Dieses bekannte Spirometer ist als Standgerät konzipiert und eignet sich nicht als Atemmaske.
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Darstellung der Erfindung
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Atemmaske so auszubilden, dass mit einfachen konstruktiven Mitteln der Einatmungswiderstand an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden kann.
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Ausgehend von einer Atemmaske der eingangs geschilderten Art löst die Erfindung die gestellte Aufgabe dadurch, dass der Lufteinlass einen Drehschieber in einer Aufnahme umfasst, die wenigstens eine den zentralen Luftauslass abschnittsweise umschließende Lufteintrittsöffnung besitzt, dass der Drehschieber die Lufteintrittsöffnung in Abhängigkeit von seiner Drehstellung unterschiedlich abdeckt, dass das Rückschlagventil für den Luftauslass eine eine Luftaustrittsöffnung abdeckende, mittig gehaltene Membrane aufweist, dass der Luftauslass einen Führungszylinder für den Drehschieber formt und dass der Drehschieber die von der Membrane abgedeckte Luftaustrittsöffnung bildet.
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Durch das Vorsehen eines zentralen Luftauslasses in der Aufnahme für den Drehschieber, der mit wenigstens einer diesen Luftauslass abschnittsweise umschließenden Lufteintrittsöffnung zusammenwirkt, werden die Voraussetzungen für eine einfache, kompakte Bauweise geschaffen, wobei durch den mit der wenigstens einen Lufteintrittsöffnung zusammenwirkenden Drehschieber eine vorteilhafte Einstellung des Strömungsquerschnitts für den Lufteinlass gegeben ist. Die jeweilige Drehstellung des Drehschiebers bestimmt ja den Winkel, über den die Lufteintrittsöffnung durch den Drehschieber abgedeckt wird, und damit den Einatmungswiderstand. Der zentrale Luftauslass erlaubt außerdem die Ausbildung des für den Luftauslass erforderlichen Rückschlagventils als konstruktiv wenig aufwendiges Membranventil mit einer mittig gehaltenen Membrane, die eine Luftaustrittsöffnung abdeckt, sodass die Membrane beim Ausatmen vom Rand der Luftaustrittsöffnung abgehoben wird und die Luftaustrittsöffnung freigibt. Der sich beim Einatmen einstellende Unterdruck unterstützt das dichte Anliegen der Membrane am Umfangsrand der Luftaustrittsöffnung.
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Da der Luftauslass einen Führungszylinder für den Drehschieber formt und der Drehschieber die von der Membrane abgedeckte Luftaustrittsöffnung bildet, bedarf es keiner gesonderten Halterung der Membrane durch die Aufnahme des Drehschiebers, weil der Drehschieber, der die durch die Membrane abzudeckende Luftaustrittsöffnung formt, selbst die mittige Halterung der Membrane übernehmen kann. Die bezüglich der Luftaustrittsöffnung mittige Halterung der Membrane kann ja einfach durch eine von Speichen getragene Nabe innerhalb der Luftaustrittsöffnung gebildet werden, wobei diese Speichen vorteilhaft zur radialen Abstützung der Membrane in der Schließstellung des Rückschlagventils genützt werden können.
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Zur Sicherung der axialen Lage des im Führungszylinder drehbar gelagerten Drehschiebers kann der Drehschieber den Führungszylinder mit axialen Federzungen stirnseitig hintergreifen, die eine Art Schnappverschluss bilden, sodass der Drehschieber, der zu seiner Führung im Führungszylinder der Aufnahme entsprechende axiale Führungsansätze bildet, mit den Federzungen voran lediglich in den Führungszylinder eingeschoben werden muss, bis die Federzungen den inneren stirnseitigen Rand des Führungszylinders hintergreifen.
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Um unterschiedliche Strömungsquerschnitte für den Lufteinlass vorzugeben, kann der Drehschieber eine radial nach außen vorstehende, federnde Rast aufweisen, die mit in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Rastausnehmungen der Aufnahme zusammenwirkt. Damit wird der Drehschieber in unterschiedlichen Drehstellungen verrastet, die aufgrund der unterschiedlichen Abdeckung der Lufteintrittsöffnung jeweils einem unterschiedlichen Strömungsquerschnitt und damit einem unterschiedlichen Einatmungswiderstand entsprechen.
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Wird der Lufteinlass auf mehrere um den Luftauslass verteilte Lufteintrittsöffnungen aufgeteilt, so verringert sich der Stellwinkel für den Drehschieber für die Einstellung unterschiedlicher Strömungsquerschnitte. Vorteilhafte Konstruktionsverhältnisse ergeben sich in diesem Zusammenhang, wenn die Aufnahme und der Drehschieber je drei gleichmäßig um den Luftauslass verteilte, sich je um einen Winkelbereich von 60° erstreckende Lufteintrittsöffnungen aufweisen, weil in diesem Fall der Drehschieber lediglich um 60° zwischen der Schließstellung und der vollen Offenstellung verstellt werden muss.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen
- 1 eine erfindungsgemäße Atemmaske im Bereich des Luftein- und -auslasses in einem vereinfachten Längsschnitt,
- 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der 1 in einem größeren Maßstab,
- 3 eine der 2 entsprechende Darstellung, jedoch in einem gegenüber der 1 unterschiedlichen Drehlage des Drehschiebers und
- 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der 2 in einem größeren Maßstab.
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Die Atemmaske gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist einen Maskenkörper 1 auf, der Mund und Nase abdeckt und zum dichten Anschluss an die Gesichtsform mit einem biegeweichen Dichtrand 2 versehen ist. Der Maskenkörper 1 ist mit einem Lufteinlass 3 und einem Luftauslass 4 versehen, der mit einem Rückschlagventil 5 zusammenwirkt. Dem Lufteinlass 3 ist zur Einstellung des Strömungsquerschnitts ein Drehschieber 6 zugeordnet, der über einen Handhebel 7 verstellt werden kann. Der Maskenkörper 1 bildet für den Drehschieber 6 eine Aufnahme 8, die den zentralen Luftauslass 4 umfasst, der durch einen Führungszylinder 9 für den Drehschieber 6 begrenzt wird. Zur Lagerung des Drehschiebers 6 im Führungszylinder 9 ist der Drehschieber 6 mit radialen Führungsansätzen 10 versehen, die den Drehschieber 6 gegenüber dem Führungszylinder 9 zentriert halten. Die axiale Sicherung des Drehschiebers 6 wird durch Federzungen 11 erreicht, die den Führungszylinder 9 auf der inneren Stirnseite hintergreifen, wie dies insbesondere der 4 entnommen werden kann.
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Die Aufnahme 8 für den Drehschieber 6 weist drei den Luftauslass 4 gleichmäßig umschließende Lufteintrittsöffnungen 12 auf, die mit entsprechenden Luftdurchtrittsöffnungen 13 des Drehschiebers 6 zusammenwirken. Da sich die Lufteintrittsöffnungen 12 des Lufteinlasses 3 sowie die Luftdurchtrittsöffnungen 13 im Drehschieber 6 jeweils über einen Winkelbereich von 60° erstrecken, kann durch eine Drehverstellung des Drehschiebers 6 um 60° der durch den Drehschieber 6 freigegebene Strömungsquerschnitt zwischen einer die Lufteintrittsöffnungen 12 abdeckenden Schließstellung und einer die Lufteintrittsöffnungen 12 völlig freigebenden Offenstellung verstellt werden. Zur Festlegung bestimmter Drehstellungen des Drehschiebers 6 kann dieser mit einer radial nach außen vorstehenden, federnden Rast 14 versehen sein, die mit in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Rastausnehmungen 15 der Aufnahme 8 zusammenwirkt. In der 2 ist die Schließstellung, in der 3 eine teilweise Offenstellung dargestellt. Um in der Schließstellung die Luftzufuhr nicht vollkommen zu unterbrechen, kann eine stets offenbleibende, zusätzliche Lufteintrittsöffnung 16 vorgesehen werden.
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Um einfache Konstruktionsverhältnisse zu erreichen, kann der Drehschieber mit einem zylindrischen Ansatz 17 eine zentrale Luftaustrittsöffnung 18 für den Luftauslass 4 bilden und das Rückschlagventil 5 aufnehmen. Das Rückschlagventil 5 wird durch eine Membrane 19 gebildet, die von einer durch Speichen 20 getragenen Nabe 21 gehalten wird und mit dem stirnseitigen Rand des zylindrischen Ansatzes 17 zusammenwirkt, wobei die Speichen 20 eine zusätzliche Abstützung der Membrane 19 in der Schließstellung darstellen. Beim Einatmen entsteht auf der Innenseite des Luftauslasses 4 ein Unterdruck, der die Membrane 19 in der Schließstellung festhält, sodass die Luft nur über die vom Drehschieber 6 freigegebenen Abschnitte der Lufteintrittsöffnungen 12 angesaugt und eingeatmet werden kann. Beim Ausatmen bewirkt der Überdruck der ausgeatmeten Luft ein Öffnen des Rückschlagventils 5, indem die Membrane 18 vom stirnseitigen Rand des zylindrischen Ansatzes 17 abgehoben wird, sodass neben den freigegebenen Abschnitten der Lufteintrittsöffnungen 12 auch die Luftaustrittsöffnung 18 für das unbehinderte Ausatmen zur Verfügung steht.
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Zum Schutz des Rückschlagventils 5 ist die Aufnahme 8 des Maskenkörpers 1 mit einer luftdurchlässigen Abdeckung 22 versehen, die in der 1 strichpunktiert angedeutet ist.
