DE1506341C3 - Atmungsgerät für Taucher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Atmungsgerät für Taucher mit einem Atmungsmundstück od. dgl., mindestens einer damit in Verbindung bringbaren, eine bewegliche Wand aufweisenden, in ihrem Rauminhalt veränderbaren Aus- bzw. Einatemkammer zum Speichern von Atem- und/oder von Ausatemgas, einer an den Druckauslaß einer Pumpe für Atemgas anschließbaren Zuführleitung zu der Kammer und einer mit dem Saugeinlaß für Ausatemgas der Pumpe anschließbaren Abführleitung aus der Kammer sowie Steuerventilen zum Steuern der Zu- bzw. Abfuhr von Atem- bzw. Ausatemgas zu bzw. von dem Atmungsmundstück od. dgl.

Es ist ein Atmungsgerät dieser Gattung für Taucher bekannt (DT-PS 11 55 357), bei dem die Anschlüsse der voneinander getrennten Aus- bzw. Einatemkammer zu der Pumpe ständig offen sind, während die dem Atmungsmundstück zugeordneten Steuerventile durch die Lunge des Tauchers gesteuert werden. Hierbei kann vorkommen, daß die Pumpe in der Einatemkammer einen höheren Druck als in der Umgebung und in der Ausatemkammer einen niedrigeren Druck erzeugt. Dies bringt ein Sicherheitsrisiko für den Taucher mit sich.

Es ist auch ein Atmungsgerät für Taucher anderer Gattung mit nur einem harten Atembeutel bekannt, bei dem eine Einlaßöffnung für Atemgas durch ein beim Einatmen offengehaltenes Ventil gesteuert ist, dessen Verschlußkörper von einer beweglichen Wand der Kammer gesteuert ist (CH-PS 3 43 824).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Atmungsgerät der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, daß dem damit ausgerüsteten Taucher die zu

ίο atmenden Gase in den individuell von ihm benötigten Atemmengen verfügbar gemacht werden, und zwar so, daß der Taucher nur geringe Muskelenergie für die Atmung aufzubringen braucht.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Aus- bzw. Einatemkammer über je ein im Normalzustand offengehaltenes Ventil an den Atemkreislauf angeschlossen ist, dessen Verschlußkörper in an sich bekannter Weise von der dem betreffenden Ventil gegenüberliegenden beweglichen Wand der jeweiligen Kammer gesteuert ist.

Bei der Erfindung steuert die bewegliche Wand der jeweiligen Kammer dann, wenn in der Einatemkammer ein vorbestimmter Höchstdruck bzw. in der Ausatemkammer ein vorbestimmter Mindestdruck erreicht ist, daß betreffende Ventil zu. Dadurch wird die Zuführleitung bzw. die Abführleitung von der Pumpe getrennt. Es ist deshalb nicht mehr möglich, daß sich in der Ausatemkammer ein zu niedriger oder in der Einatemkammer ein zu hoher Druck einstellen kann, der für den Taucher unverträglich ist.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beansprucht.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine erste Ausführung eines Atmungsgerätes gemäß der Erfindung, bei der die Kammern von flexiblen Beuteln mit starren Stirnwänden gebildet sind,
F i g. 2 eine zweite Ausführungsform der Erfindung, bei der die Kammern eine gemeinsame Stirnwand haben,

F i g. 3 und 4 weitere Ausführungsformen, bei denen die beweglichen Wände der Kammern Membranen sind.

Das in F i g. 1 gezeigte Atmungsgerät umfaßt eine Tauchermaske 1 und zwei flexible Beutel 2 und 3, von denen jeder eine Kammer mit variablem Volumen bildet. Die Tauchermaske ist von bekannter Konstruktion; sie umfaßt eine flexible Wand 4, die mit abdichtender Wirkung am Gesicht des Tauchers anliegt, sowie Fenster 5 für die Augen und Gurte oder Bänder 6. Weitere Einzelheiten der Maske 1 sind hier nicht dargestellt, da sie bekannt sind und nicht einen Gegenstand der Erfindung bilden. An Stelle der Tauchermaske 1 kann das Atmungsgerät mit einem Helm ausgerüstet sein, der ebenso wie die Maske 1 geeignet ist, mindestens in der Umgebung der äußeren Atemorgane eines Tauchers eine Zone abzugrenzen, in die keine Flüssigkeit eindringen kann, wobei diese Zone mit Gaseinlaß- und Gasauslaßmitteln versehen ist. Alternativ kann man an Stelle einer Maske oder eines Helms ein Mundstück verwenden, das der Taucher mit seinen Zähnen festhält und das entsprechend mit Gaseinlaß- und Gasauslaßmitteln versehen ist.

Weiterhin umfaßt die Maske 1 ein Gasleitungssystem 7, das mit dem Inneren der Maske in Verbindung steht und eine Gaseinlaßleitung 8 und eine Gasauslaßleitung 9 umfaßt. In diese beiden Leitungen ist je ein Rück-

schlagventil eingeschaltet, das durch Federkraft in Richtung auf seine geschlossene Stellung vorgespannt ist. Das in die Gaseinlaßleitung 8 eingeschaltete Rückschlagventil 10 verhindert das Strömen von Gas zu dem flexiblen Beutel 2, während das Rückschlagventil 5 11 in der Gasauslaßleitung 9 das Strömen von Gas zum Inneren der Maske verhindert.

Eine vorzugsweise flexible Gasleitung 12 verbindet das Innere 13 des flexiblen Beutels 2 mit der Gasleitung bzw. dem Anschluß 8. Die Mittel zum Verbinden der Leitung 12 mit dem Beutel 2 und der Maske 8 werden hier nicht näher erläutert, da sie in bekannter Weise ausgebildet sind.

Der flexible Beutel 2 umfaßt zwei vorzugsweise starre Stirnwände 14 und 15 sowie flexible Seitenwände 16, die zusammen den Innenraum 13 des Beutels abgrenzen. Die Stirnwand 15 trägt die mit der Leitung 12 verbundenen Gasauslaßmittel 17 sowie die Gaseinlaßmittel 18, welch letztere ein Ventilgehäuse 19 mit einem Anschluß 20 und ein mit einer Öffnung 22 in der Wand 15 zusammenarbeitendes Ventil 21 umfassen. Das Ventil 21 ist durch eine flexible Verbindung 23, z. B. eine kleine Kette, mit der anderen Stirnwand 14 verbunden. Der auf dem Ventilgehäuse 19 vorgesehene Anschluß 20 ermöglicht das Anschließen einer Leitung 24, die mit einer Quelle für ein unter hohem Druck stehendes sauerstoffhaltiges Gas, z. B. für ein Gemisch aus Sauerstoff und Helium, verbunden ist.

Da die Wand 16 des Beutels 2 flexibel ist, kann sich das Volumen dieses Beutels zwischen zwei Grenzwerten ändern. Bei der in F i g. 1 gezeigten Stellung hat der Beutel sein größtes Volumen, und bei dieser Stellung schließt das Ventil 21 die Öffnung 22, da die Länge der Verbindungskette 23 so gewählt ist, daß sie kleiner ist als die Länge der flexiblen Wand 16 im vollständig gestreckten Zustand. Gestrichelte Linien deuten in F i g. 1 die Lage der Wand 14 und der Verbindung 23 für den Fall an, daß der Raum 13 innerhalb des Beutels 2 sein kleinstes Volumen hat. Bei dieser Stellung der Wand 14 ist das Ventil 21 offen. Vorzugsweise ist eine hier nicht gezeigte Feder vorgesehen, durch die das Ventil 21 entgegen der Kraft, die auf dieses Ventil durch das über die Leitung 24 in den Beutel 2 eintretende Gas aufgebracht wird, normalerweise offen gehalten wird.

Der Innenraum 25 des anderen flexiblen Beutels 3 steht mit dem Inneren der Maske 1 über eine Leitung 26 in Verbindung, die vorzugsweise flexibel ist; die Leitung 26 ist an ihrem einen Ende mit der Gasaustrittsleitung bzw. dem Anschluß 9 und an ihrem anderen Ende mit der Einlaßöffnung 27 des Beutels 3 verbunden. Der Beutel 3 umfaßt zwei vorzugsweise starre Stirnwände 28 und 29 sowie flexible Seitenwände 30. Die Stirnwand 28 umfaßt neben der Einlaßöffnung 27 Auslaßmittel mit einer Öffnung 31, ein mit dieser zusammenarbeitendes Ventil 32 und ein Ventilschaft 33, der mit dem Ventil 32 verbunden und in einem Führungsteil 34 verschiebbar gelagert ist, welch letzteres einen Teil des Ventilgehäuses 35 bildet, das Öffnungen 36 aufweist, um eine Verbindung zwischen der Öffnung 31 und dem Inneren 25 des Beutels 3 herzustellen.

Die Öffnung 31 in der Wand 28 ist mit bekannten Anschluß.nitteln 37 versehen, damit eine vorzugsweise flexible Leitung 38 nach außen abgedichtet mit dem Beutel 3 verbunden werden kann. Das andere Ende der Leitung 38 kann an eine hier nicht gezeigte Gasfördereinrichtung angeschlossen werden.

Das Volumen des flexiblen Beutels 3 kann sich zwischen zwei Grenzwerten ändern. Bei der in F i g. 1 gezeigten Stellung hat der Innenraum 25 des Beutels 3 sein größtes Volumen. Gestrichelte Linien deuten die Lage der Stirnwand 29 für den Fall an, daß der Beutel 3 sein kleinstes Volumen hat. Bei dieser Stellung der Wand 29 berührt die Wand den Ventilschaft 33, so daß das Ventil 32 geschlossen gehalten wird. Das Ventil 32 steht unter Federspannung, damit das Ventil dann, wenn sich die Wand 29 nicht in der gestrichelt angedeuteten Stellung befindet, geöffnet gehalten wird, und zwar ohne Rücksicht auf die Kräfte, die auf das Ventil durch das Gas aufgebracht werden, das aus dem Beutel 3 zu der Leitung 38 strömt.

Nachstehend ist die Wirkungsweise des Taucheratemsystems nach F i g. 1 näher erläutert.

Die flexiblen Beutel 2 und 3 werden auf der Höhe der Lungen eines Tauchers angeordnet, der die Maske 1 in der üblichen Weise über sein Gesicht gestreift hat.

Da die Beutel 2 und 3 flexibel sind, ist der Druck des Gases innerhalb der Beutel gleich dem hydrostatischen Druck in der Wassertiefe, in die sich der Taucher begeben hat. Da sich die Beutel im wesentlichen auf gleicher Höhe mit den Lungen des Tauchers befinden, ist der Druck in den Beuteln 2 und 3 im wesentlichen gleich dem in den Lungen des Tauchers herrschenden Druck, so daß der Taucher mit einem minimalen Aufwand an Muskelenergie atmen kann.

Beim Einatmen wird Gas aus dem Innenraum 13 des Beutels 2 abgesaugt und über die Öffnung 17, die Leitung 12, die Einlaßmittel 8, das Gasleitungssystem 7 und das Innere der Maske 1 zu den äußeren Atemorganen des Tauchers geleitet, um schließlich zu den Lungen des Tauchers zu gelangen.

Da sich der Beutel 2 und die Lungen des Tauchers im wesentlichen auf der gleichen Höhe befinden, wirkt auf beide im wesentlichen der gleiche hydrostatische Druck; dies bewirkt, daß Gas aus dem Beutel 2 zu den Lungen des Tauchers strömt, wenn der Taucher eine Muskelkraft aufbringt, die nur auszureichen braucht, um den Strömungswiderstand des Gases in den Leitungen 12, 8 und 7 sowie den Atemorganen des Tauchers zu überwinden. Da hierbei Gas aus dem Beutel 2 ausströmt, nimmt das Volumen des Inneren 13 des Beutels ab, so daß die Stirnwand 14 unter der Wirkung des hydrostatischen Drucks in Richtung auf die Stirnwand 15 bewegt wird. Hierdurch wird die flexible Verbindung 23 entspannt, so daß sich das Ventil 21 öffnen kann, um das Einströmen von Gas in den Beutel 2 zu ermöglichen. Dieses Gas wird einer geeigneten, hier nicht gezeigten Druckgasquelle entnommen, deren Auslaß mit der Leitung 24 verbunden ist. Die Menge des von der Druckgasquelle je Zeiteinheit abgegebenen Gases kann kleiner sein als die Einatmungskapazität der Lungen des Tauchers, so daß sich das Volumen des Beutels 2 während der Periode des Einatmens verkleinert.

Da das Volumen des flexiblen Beutels 2 zwischen den beiden Grenzstellungen der Stirnwand 14 im wesentlichen gleich dem Gasvolumen oder größer als das Gasvolumen ist, welches der Taucher während jeder Periode des Einatmens benötigt, steht in dem Beutel 2 ständig ein Gasüberschuß zur Verfügung, wodurch gewährleistet wird, daß während dieser Periode der dem Strömen des Gases entgegengesetzte Widerstand konstant bleibt, solange die Strömungsgeschwindigkeit des eingeatmeten Gases konstant bleibt.

Nach der Periode des Einatmens wird der Druck in dem Leitungssystem 7 durch die Lungentätigkeit des Tauchers etwas erhöht, so daß das Ventil 10 geschlos-

sen wird, um das Ausströmen von Gas über die Leitung 12 zu verhindern. Daher verbleibt das dem flexiblen Beutel 2 über die Leitung 24 zugeführte Gas in dem Beutel 2, wodurch das Volumen dieses Beutels vergrößert wird, bis die Stirnwand 14 gemäß F i g. 1 ihre äußerste Stellung auf der linken Seite erreicht hat; beim Erreichen dieser Stellung wird das Ventil 21 durch die flexible Verbindung 23 zwischen dem Ventil und der Stirnwand 14 geschlossen. Somit verschließt das Ventil 21 den Eingang zum Inneren des Beutels 2, d. h., das Einströmen von Gas aus der Leitung 24 in den Beutel 2 wird unterbrochen. Das Gasvolumen in dem Beutel 2 bleibt konstant, bis eine neue Periode des Einatmens beginnt.

Während der vorstehend beschriebenen Periode des Einatmens haben sich bei dem flexiblen Beutel 3 die nachstehend beschriebenen Vorgänge abgespielt. Bei seiner in F i g. 1 gezeigten Stellung hat der Beutel 3 sein größtes Volumen. Da während der Periode des Einatmens der Druck im Leitungssystem 7 der Maske 1 etwas herabgesetzt ist, befindet sich das Rückschlagventil 11 in den Auslaßmitteln 9 der Maske in seiner geschlossenen Stellung. Infolgedessen wird das Volumen des Innenraums des flexiblen Beutels 3 verkleinert, und zwar infolge der Saugwirkung einer hier nicht gezeigten Gasfördereinrichtung, die an das eine Ende der Leitung 38 angeschlossen ist. Eine hier nicht gezeigte Feder spannt das Ventil 32 in Richtung auf seine geöffnete Stellung vor, um so den Kräften entgegenzuwirken, die auf das Ventil 32 durch das aus dem Beutel 3 über die Auslaßöffnung 31 ausströmende Gas ausgeübt werden. Da Gas aus dem Beutel 3 entweicht, wird die Stirnwand 29 in Richtung auf die andere Stirnwand 28 des Beutels unter dem Einfluß des hydrostatischen Drucks verlagert, bis die Stirnwand 29 das ihr zugewandte Ende des Ventilschaftes 33 berührt; nunmehr wird das Ventil 32 betätigt, um die Öffnung 31 zu schließen und so das Entweichen von Gas aus dem Beutel 3 zu unterbrechen.

Der Innenraum des flexiblen Beutels 3 hat sein kleinstes Volumen entsprechend der gestrichelt angedeuteten Lage der Stirnwand 29 dann, wenn die Ausatemperiode des Tauchers beginnt. Während dieser Ausatemperiode bleibt das Rückschlagventil 10 in der Einlaßleitung 8 der Maske 1 geschlossen, denn der Druck im Leitungssystem 7 ist etwas höher als der Druck in dem flexiblen Beutel 2. Jedoch wird das Rückschlagventil 11 in der Auslaßleitung 9 der Maske geöffnet, und es bleibt während der Ausatemperiode geöffnet, da der Druck im Leitungssystem 7 jetzt etwas höher ist als der Druck in dem flexiblen Beutel 3. Infolge der Muskeltätigkeit des Tauchers wird Gas aus den Lungen des Tauchers in das Innere 25 des flexiblen Beutels 3 überführt. Da sich der flexible Beutel 3 und die Lungen des Tauchers in wesentlichen auf der gleichen Höhe befinden, wirkt auf beide im wesentlichen der hydrostatische Druck. Infolgedessen braucht der Druck in den Lungen des Tauchers nur in einem solchen Ausmaß erhöht zu werden, daß er den Strömungswiderstand des Gases in den Atmungsorganen des Tauchers, dem Leitungssystem 7 und den Leitungen 9 und 26 überwinden kann.

Infolge der Überprüfung von Gas aus den Lungen des Tauchers in den Beutel 3 wird die Wand 29 gegenüber ihrer in F i g. 1 gestrichelt angedeuteten Lage nach rechts bewegt. Infolgedessen wird das Ventil 32 geöffnet, und Gas wird aus dem Innenraum 25 des Beutels 3 über die Öffnungen 36 des Ventilgehäuses 35, die Auslaßöffnung 31 und die Leitung 38 abgesaugt und der mit dem anderen Ende der Leitung 38 verbundenen Gasfördereinrichtung zugeführt. Wird die Gasfördereinrichtung durch eine Pumpe gebildet, deren Saugleistung kleiner ist als die Ausatemkapazität der Lungen des Tauchers nimmt das Volumen des Innenraums des Beutels 3 zu, bis beim Erreichen des Endes der Ausatemperiode die Stirnwand 29 gemäß F i g. 1 wieder ihre äußerste Stellung auf der rechten Seite einnimmt. Während der auf die Ausatemperiode folgenden Einatemperiode schließt sich das Rückschlagventil 11 in der Auslaßleitung 9 der Maske, und Gas wird aus dem Innenraum 25 des Beutels 3 über die Leitung 38 abgesaugt, bis das Volumen des Beutels 3 in einem solchen Ausmaß verkleinert worden ist, daß die Stirnwand 29 wieder ihre gestrichelt angedeutete Lage erreicht, wobei die Auslaßöffnung 31 durch das Ventil 32 wieder geschlossen wird. Die Stirnwand 29 bleibt bis zum Beginn der nächsten Ausatemperiode in dieser Stellung.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung wirken die flexiblen Beutel 2 und 3 jeweils zeitweilig als Speichermittel für das Gas während der miteinander abwechselnden Einatem- und Ausatemperioden. In diesen Speichermitteln herrscht stets ein Druck, der im wesentlichen gleich dem hydrostatischen Druck ist, wel-

»5 eher auf den Körper des Tauchers in der Höhe seiner Lungen wirkt. Da sich der Rauminhalt der flexiblen Beutel unter der Wirkung des Zu- bzw. Abführens von Gas leicht ändern kann, ohne daß eine Druckänderung eintritt, braucht die vom Taucher aufgebrachte Muskelkraft nur den Strömungswiderstand des Gases in den Leitungen und Kanälen zwischen den Beuteln und den Lungen des Tauchers zu überwinden. Da die Länge dieser Leitungen, soweit sie Teile des Atemsystems für den Taucher bilden, möglichst klein gehalten wird, während die Querschnitte dieser Leitungen möglichst groß sind, kommt der Taucher bei der Benutzung des erfindungsgemäßen Atemsystems mit einem sehr geringen Aufwand an Muskelkraft aus.

In F i g. 2 ist eine abgeänderte Ausbildungsform des Taucheratemsystems nach F i g. 1 dargestellt. Da das System nach F i g. 2 ähnlich arbeitet, wie das an Hand von F i g. 1 beschriebenen wird auf die Wirkungsweise hier nicht näher eingegangen.

Gemäß F i g. 2 ist das Mundstück 39 mit geeigneten Vertiefungen 40 versehen, damit es vom Taucher mit den Zähnen sicher festgehalten werden kann. Das Mundstück 39 weist zwei Kanäle 41 und 42 auf, die über Leitungen 43 und 44 mit flexiblen Beuteln 45 und 46 in Verbindung stehen. In die Kanäle 41 und 42 sind Rückschlagventile 47 bzw. 48 eingeschaltet, die in entgegengesetzten Richtungen zur Wirkung kommen. Die Leitungen 43 und 44 sind vorzugsweise zusammengefaßt, und die beiden Beutel 45 und 46 sind durch eine gemeinsame Wand 49 getrennt. Die Wand 49 ist im wesentlichen von starrer Konstruktion. Jeder Beutel 45 und 46 umfaßt eine weitere Wand 50 bzw. 51 von im wesentlichen starrer Konstruktion, die gegenüber der gemeinsamen Wand 49 bewegbar ist. Die unteren Enden der Wände 49,50 und der Wände 49,51 sind durch flexible Teile 52 bzw. 53 verbunden, die ein Scharnier bilden, so daß sich die Wände 50 und 51 unabhängig voneinander gegenüber der gemeinsamen Wand 49 bewegen können.
Zwischen den Enden der Wände 49,50 und der Wände 49, 51 sind flexible Wände 54 und 55 vorgesehen. Das Innere 56 des Beutels 45 steht mit der Leitung 43 in Verbindung, während die Leitung 44 an den Innenraum 57 des flexiblen Beutels 46 angeschlossen ist.

Eine weitere Leitung 58 mündet im Inneren des Einatembeutels 46. Ein Ende der Leitung 58 arbeitet mit einem Ventil 59 zusammen, das durch die Wand 51 mit Hilfe einer flexiblen Verbindung 60 betätigt werden kann, die an einem Ende mit der Wand 51 und am anderen Ende mit einem Fortsatz des Ventils 59 verbunden ist. Das Ventil 59 ist gegenüber dem Auslaß der Leitung 58, an dem ein Sitz 61 vorgesehen ist, schwenkbar gelagert. Hierbei ist die Anordnung derart, daß dann, wenn gemäß Fig.2 die Wand 51 eine ihrer Grenzstellungen einnimmt, der Auslaß der Leitung 58 durch das Ventil 59 geschlossen wird, während bei allen anderen hier nicht gezeigten Stellungen der Wand 51 der Auslaß der Leitung 58 offen ist. Eine ebenfalls nicht gezeigte Feder spannt das Ventil 59 in Richtung auf seine geöffnete Stellung vor. Das andere Ende der Leitung 58 kann mit einer nicht gezeigten Druckquelle verbunden sein, mittels deren das Atemgas dem Innenraum 57 des Einatembeutels 46 zugeführt wird.

Eine Leitung 62 steht mit dem Innenraum 56 des Ausatembeutels 45 in Verbindung. Ein Ende der Leitung 62 ist mit einem Ventilsitz 63 versehen, der mit einem Ventilorgan 64 zusammenarbeiten kann, das an der Wand 50 befestigt ist und dazu dient, die Leitung 62 zu verschließen, wenn der Beutel 45 sein kleinstes Volumen hat. Das andere Ende der Leitung 62 kann an eine hier nicht gezeigte Gasfördereinrichtung angeschlossen sein, damit die ausgeatmeten Gase aus dem Innenraum 56 des Ausatembeutels 45 abgesaugt werden können.

Zwar besitzen die Beutel 45 und 46 gemäß F i g. 2 eine gemeinsame Wand 49, doch kann man diese gemeinsame Wand gegebenenfalls durch getrennte Wände ersetzen. Ferner sind geeignete, hier nicht gezeigte Gurte oder Bänder vorgesehen, mittels deren die flexiblen Beutel 45 und 46 am Körper des Tauchers in der gewünschten Höhe befestigt werden können. Man kann beliebige geeignete Anschlüsse bekannter Art vorsehen, um die verschiedenen Leitungen oder andere Teile des Atemsystems für den Taucher miteinander zu verbinden.

Die Erfindung beschränkt sich weder auf die beschriebene Form der flexiblen Beutel noch auf die Bauart der Ventile, die an den Beuteln sowie im Leitungssystem der Maske bzw. des Helms bzw. des Mund-Stücks vorgesehen sind.

Es sei bemerkt, daß man den Querschnitt der Leitungen 24 und 38 erheblich kleiner wählen kann als den Querschnitt der Leitungen 12 und 26, denn das Strömen des Gases durch die Leitungen 24 und 38 wird durch Pumpen oder andere Druckquellen bewirkt, während das Strömen des Gases durch die Leitungen 12 und 26 durch die Lungen des Tauchers bewirkt wird. Außerdem ist die Strömungsgeschwindigkeit des Gases in den Leitungen 24 und 38 niedriger als in den Leitungen 12 und 26, denn das Gas kann nahezu während des gesamten Atemzyklus durch die Leitungen 24 und 38 strömen, während die Leitungen 12 und 26 nur während der Einatemperiode bzw. während der Ausatemperiode von Gas durchströmt werden.

Ein Teil der Wand der flexiblen Beutel kann gegebenenfalls durch einen Teil des Taucheranzuges gebildet werden. Bei dem in F i g. 2 gezeigten System können somit z. B. die flexiblen Beutel 45 und 46 jeweils mit einer gesonderten Wand 49 versehen sein, und die beiden Wände 49 können dann jeweils einen Teil des Taucheranzugs bilden.

Eine einfachere Ausbildungsform eines Taucheratemsystems nach der Erfindung ist in F i g. 3 und 4 schematisch dargestellt.

Die Anordnung nach F i g. 3 umfaßt ein Gehäuse 70 mit zwei Membranen 71 und 72, die mit dem Gehäuse durch Schutzdeckel 73 und 74 verspannt sind. Die Schutzdeckel 73 und 74 weisen öffnungen 75 bzw. 76 auf, damit Wasser in das Innere der Schutzdeckel eintreten bzw. aus diesen Innenräumen austreten kann.

Die Membran 71 ist mit Versteifungsscheiben 77 versehen, mit denen eine Stange 78 verbunden ist. An der Stange 78 ist ein rechtwinklig dazu angeordneter Stift 79 befestigt, der in einem Schlitz 80 einer Ventilstange 81 verschiebbar ist. Die Ventilstange 81 ist an einem Ventilorgan 82 befestigt, das mit einem in der Einlaßleitung 84 des Gehäuses 70 vorgesehenen Sitz 83 zusammenarbeitet.

Die andere Membran 72 ist durch Versteifungsscheiben 86 mit einer Stange 87 verbunden, an der ein Stift 88 befestigt ist. Der Stift 88 ist in einem Schlitz 90 einer Ventilstange 89 eines Ventilorgans 85 verschiebbar. Das Ventilorgan 85 arbeitet mit einem in einer Auslaßleitung 92 des Gehäuses 70 vorgesehenen Ventilsitz 91 zusammen. Die untere der mit der Membran 71 verbundenen Versteifungsscheiben 77 arbeitet mit Einstellmitteln, z. B. einer Schraube 93, zusammen, die eine Bewegung der Membran 71 nur nach oben zuläßt, so daß das Ventil 82 geöffnet wird.

Mit der Stange 87 der Membran 72 arbeitet eine Verstelleinrichtung, z. B. eine Schraube 94, so zusammen, daß sich die Membran 72 nur nach unten bewegen kann, um das Ventil 85 zu öffnen.

Das Innere des Gehäuses 70 steht auf geeignete Weise über eine öffnung 95 mit einem Helm, einer Maske oder einem Mundstück für den Taucher in Verbindung.

Nachstehend wird die Wirkungsweise des Taucheratemsystems nach F i g. 3 beschrieben.

Das unter Druck stehende Atemgas wird von einer hier nicht gezeigten Druckquelle aus der Einlaßleitung 84 des Gehäuses 70 zugeführt, doch kann das Atemgas nicht in das Gehäuse 70 einströmen, da der Eingang des Gehäuses durch das zunächst geschlossene Ventil 82 abgesperrt ist.

Beim Einatmen erzeugt jedoch der Taucher in dem Gehäuse 70 einen Druck, der etwas niedriger ist als der auf die Unterseite der Membran 71 wirkende hydrostatische Druck. Infolgedessen wölbt sich die Membran 71 nach oben vor, so daß das Ventilorgan 82 über die Stangen 78 und 81 teilweise von seinem Sitz 83 abgehoben wird.

Diese Herabsetzung des Drucks in dem Gehäuse 70 auf einen Wert unterhalb des Wasserdrucks auf der Außenseite der Membranen 71 und 72 ermöglicht es somit, daß Atemgas über die Einlaßleitung 84 in das Gehäuse 70 einströmt, doch wird hierbei die Stellung des geschlossenen Ventils 85 in der Auslaßleitung 92 nicht geändert, denn die Einstellvorrichtung 94 verhindert eine Aufwärtsbewegung der Membran 72.

Während der Einatemperiode wird das dem Gehäuse

70 zugeführte Atemgas den Lungen des Tauchers über die öffnung 95 zugeführt Während der nachfolgenden Ausatemperiode wird der Druck innerhalb des Gehäuses 70 auf einen Wert erhöht, der höher ist als der hydrostatische Druck auf der Außenseite der Membranen

71 und 72, so daß das Ventil 82 in der Einlaßleitung 84 geschlossen und das Ventil 85 in der Auslaßleitung 92 geöffnet wird. Die Auslaßleitung 92 steht mit einer hier nicht gezeigten Quelle für einen niedrigen Druck in Verbindung, so daß das Atemgas aus dem Gehäuse 70

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auf eine solche Weise abgeführt wird, daß der Kraftaufwand des Tauchers bei seiner Atemtätigkeit auf ein Mindestmaß verringert wird.

Bei dem Taucheratemsystem nach F i g. 3 werden die Ventile 82 und 85, die das Zuführen von Atemgas zu dem Gehäuse 70 bzw. das Abführen des Atemgases aus dem Gehäuse regeln, durch geringfügige Druckänderungen gesteuert, welche durch den Taucher in dem Gehäuse 70 hervorgerufen werden; dieser Druck in dem Gehäuse wirkt jeweils auf eine Seite der Membranen 71 und 72.

Das in F i g. 4 gezeigte Taucheratemsystem arbeitet ähnlich wie das an Hand von F i g. 3 beschriebene. Bei dem System nach F i g. 4 werden jedoch die den Einlaß bzw. den Auslaß eines Gehäuses 102 steuernden Ventile 100 und 101 durch eine gemeinsame Membran 103 betätigt. Das Ventilorgan 100 ist in einem Ventilgehäuse 104 angeordnet, das Mittel 105 aufweist, um das Innere des Gehäuses 102 über eine flexible Leitung mit einer hier nicht gezeigten Quelle für einen hohen Druck zu verbinden. Das Ventilorgan 100 trägt eine Ventilstange 106, die durch eine in das Gehäuse 102 eingebaute Führung 107 ragt. Die Stange 106 berührt mit ihrem oberen Ende die auf der Unterseite der Membran 103 angeordnete Versteifungsplatte 108. In dem Gehäuse 104 ist eine Feder 109 vorgesehen, um das Ventilorgan 100 in Richtung auf seine geschlossene Stellung vorzuspannen.

Das andere Ventilorgan 101 ist mit der Versteifungsplatte 108 durch eine ein- und ausschiebbare Kupplung 110 verbunden und wird durch eine Feder 111 in Richtung auf seine geschlossene Stellung vorgespannt. Das Ventilorgan 101 steuert den Durchlaß der Leitung 112, die Mittel aufweist, um die Leitung mit der Saugseite einer nicht gezeigten Gasfördereinrichtung zu verbinden.

Ferner ist eine Leitung 113 vorgesehen, um eine Verbindung zwischen dem Inneren des Gehäuses 102 und dem Taucherhelm oder der Maske bzw. dem Mundstück herzustellen.

Die Oberseite der Membran 103 wird durch eine Abdeckung 114 geschützt, die Öffnungen 115 aufweist, damit Wasser zu der Membran gelangen kann.

Die Ventile 100 und 101 werden durch die Membran 103 so betätigt, daß eine Verringerung des Drucks innerhalb des Gehäuses 102 während der Einatemperiode bewirkt, daß sich die Membran 103 nach unten bewegt, so daß das Ventil 100 geöffnet wird, während das Ventil 101 geschlossen bleibt; wird dagegen der Druck in dem Gehäuse 102 während der Ausatemperiode erhöht, bewegt sich die Membran 103 nach oben, so daß das Ventil 101 geöffnet wird, während das Ventil 100 geschlossen bleibt.

Bei dem System nach F i g. 1 kann man den flexiblen Beutel 2, die Leitung 12 und das Ventil 10 durch die Membran 71, die Stangen 79, 81 und das Ventil 82 des Systems nach F i g. 3 ersetzen, oder man kann den flexiblen Beutel 3, die Leitung 26 und das Ventil 11 durch die Membran 72, die Stangen 87, 89 und das Ventil 85 des Systems nach F i g. 3 ersetzen. Das gleiche gilt für den flexiblen Beutel 46, die Leitung 44 und das Ventil 48 des Systems nach F i g. 2 sowie für den flexiblen Beutel 45, die Leitung 43 und das Ventil 47 des gleichen Systems.

Gegebenenfalls kann man die Membranen 71 und 72 nach F i g. 3 und die Membran 103 nach F i g. 4 so anordnen, daß sie sich auf der Höhe der Lungen des Tauchers, z. B. auf der Höhe des mittleren Teils der Lungen, befinden, so daß der Kraftaufwand des Tauchers beim Atmen auf ein Mindestmaß verringert wird.

Die Betätigung der Ventile durch Mittel zum Fühlen von Druckunterschieden, z. B. durch die Membranen, kann auch auf andere Weise bewirkt werden, als es vorstehend beschrieben wurde. Beispielsweise können die Werte der verschiedenen Drücke elektrisch gemessen werden, und die den Druckunterschied anzeigenden elektrischen Signale können dazu dienen, mit den verschiedenen Ventilen verbundene elektrische Betätigungsmittel zu steuern.

Es sei bemerkt, daß die Kammer von variablem Volumen auf beliebige geeignete Weise hergestellt werden kann. Es ist z. B. möglich, ein flexibles Flachmaterialstück zu verwenden, das einen Raum umschließt und so eine Kammer bildet. Ferner kann man mehrere starre Platten, z. B. Platten aus Metall, an der Innen- oder Außenseite des Flachmaterialstücks so befestigen, daß benachbarte Platten durch das Flachmaterialstück flexibel miteinander verbunden sind. Die so zwischen benachbarten Platten hergestellte Verbindung ermöglicht es den Platten, sich relativ zueinander zu bewegen.

Die Platten können z. B. mit der Innen- oder Außenseite des Flachmaterials verleimt sein.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Atmungsgerät für Taucher mit einem Atmungsmundstück od. dgl., mindestens einer damit in Verbindung bringbaren, eine bewegliche Wand aufweisenden, in ihrem Rauminhalt veränderbaren Ausbzw. Einatemkammer zum Speichern von Atem- und/oder von Ausatemgas, einer an den Druckauslaß einer Pumpe für Atemgas anschließbaren Zuführleitung zu der Kammer und einer mit dem Saugeinlaß für Ausatemgas der Pumpe anschließbaren Abführleitung aus der Kammer sowie Steuerventilen zum Steuern der Zu- bzw. Abfuhr von Atem- bzw. Ausatemgas zu bzw. von dem Atmungsmundstück od.dgl., dadurch gekennzeichnet, daß die Aus- bzw. Einatemkammer (2, 3; 45, 46; 70; 102) über je ein im Normalzustand offengehaltenes Ventil (21, 32; 59, 64; 82, 85; 100, 101) an den Atemkreislauf angeschlossen ist, dessen Verschlußkörper in an sich bekannter Weise von der dem betreffenden Ventil gegenüberliegenden beweglichen Wand (14, 29; 50, 51; 71, 72; 103) der jeweiligen Kammer gesteuert ist.

2. Atmungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Aus- bzw. Einatemkammer (2, 3; 45, 46;) in an sich bekannter Weise als getrennte Einheiten ausgebildet sind.

3. Atmungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (70; 102) beide Steuerventile (82; 85; 100,101) aufnimmt.

4. Atmungsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Wände der Kammer (70) von Membranen (71, 72) gebildet sind, von denen die erste mit dem einen Steuerventil (82) und die zweite mit dem anderen Steuerventil (85) verbunden ist.

5. Atmungsgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Wand der Kammer (102) eine Membran (103) ist, die mit beiden Steuerventilen (100,101) verbunden ist.