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Die vorliegende Anmeldung nimmt die
Priorität
der provisorischen US-Anmeldung mit dem Aktenzeichen Nr. 60/063,151
in Anspruch, die am 24. Oktober 1997 eingereicht wurde und den Titel "Maske zum Atemschutz
und Verfahren zu deren Herstellung" hat. Der Inhalt dieser Anmeldung wird
durch die Inbezugnahme in die vorliegende Anmeldung übernommen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft
allgemein Atemschutz-Masken. Sie betrifft insbesondere einen Gesichtsteil-Einsatz
und ein Gesichtsteil sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.
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Atemschutz-Masken und andere Masken
zur Versorgung des Trägers
mit Atemgas haben typischerweise Gesichtsteile, die aus einem weichen, nachgiebigen
Material hergestellt sind, beispielsweise aus Kautschuk, so daß sich mit
dem Gesicht des Benutzers eine dichte Anordnung bildet. Um Filter und
Ventile für
ausgeatmete Luft zu halten, wurden einige Masken so ausgebildet,
daß der
Kautschuk dick war. Dies macht die Maske in unerwünschter Weise
schwer und unbequem zu tragen und auch teurer in der Herstellung.
Wenn jedoch die Dicke des Kautschuks verringert wird, besteht die
Gefahr, daß die
Maske auf dem Gesicht des Benutzers einfällt, wenn der Gurt zum Anlegen
der Maske angezogen wird.
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Das US-Patent Nr. 5,062,421 beschreibt eine
Atemschutz-Maske, bei der ein einzelner großer starrer Einsatz als Bauteil
zum Halten von Filterpatronen und einer Ventil-Anordnung für ausgeatmete Luft und als
Halter des Gesichtsteils dient, das dauerhaft an diesem befestigt
ist. Es ist beschrieben, daß jede Filterpatrone
asymmetrisch und nach hinten gestreckt ist, um den Schwerpunkt nach
innen in Richtung auf den Kopf des Trägers zu verschieben. Dadurch
wird bei dem Träger
der Eindruck erweckt, daß die
Maske leichter ist. Dieser Einsatz weist nach hinten gestreckte
Wangen-Abschnitte auf und ist darüber hinaus so geformt, daß er sich
der Form der Maske anpaßt,
das heißt,
er ist nicht-flach ausgebildet. Eine derartige Maske ist nicht nur
nicht flexibel genug, um ein bequemes Passen über Gesichtern unterschiedlicher
Größen zu erreichen,
sondern ein derartiger nicht-flacher Einsatz ist auch schwierig herzustellen.
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Um ein bequemeres Passen sicherzustellen, offenbart
das US-Patent Nr. 5,592,937 eine Atemschutz-Maske, die ein sehr
weiches, nachgiebiges Gesichtsteil aufweist, das einige versteifende
Elemente darin integriert aufweist. Die versteifenden Elemente schließen eine
Ventil-Struktur für
ausgeatmete Gase bzw. Strukturen zum Montieren von Filterpatronen
ein. Ein Rand, an dem Gurt-Riemen befestigt sind, ist oben auf dem
Gesichtsteil angeordnet. Eine derartige Maske kann flexibler sein,
als dies erwünscht
ist, und zwar aufgrund des Kautschuk-Materials zwischen den Elementen.
Obwohl die Elemente flach sind, erhöht das Erfordernis, daß mehr als
eines von ihnen nötig
ist, sowie das Erfordernis, daß ein Rand
vorhanden ist, in unerwünschter
Weise die Herstellungskosten.
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In dem Dokument
EP 0 309 277 wird eine Atemmaske zum
Schutz vor gefährlichen
Gasen und Dämpfen
beschrieben, die eine Filtrationsvorrichtung umfaßt, die
neben einer längeren
Betriebsdauer und höherem
Tragekomfort auch ein kostengünstigeres Herstellungsverfahren
aufzeigt. Die verwendete Filtrationsvorrichtung umfaßt dabei
ein poröses,
starres oder teilweise starres Filtrationselement, das in eine Spritzgußform eingesetzt
wird, das eine Einström- und
eine Ausströmseite
hat, die durch eine Umfangsfläche
voneinander getrennt sind, und bei dem ein Harz so eingespritzt
wird, daß es
nicht über
die Oberflächenporen
des Filtrationselements hinaus eindringen kann. Bei dem Spritzgußverfahren
werden die Filtrationseinheit zusammen mit dem Ausatemventil und
den Kopfbänderhalterungen
in einem einzigen Prozeßschritt
in das elastische Gesichtsteil mit eingebunden. Obwohl aus dieser
Herstellungsmöglichkeit
eine flache Atemmaske mit einer guten Schwerpunktverteilung und
daher mit hohem Tragekomfort hervorgeht, kann eine ausreichende
Stabilität
in Verbindung mit entsprechender Dichtigkeit ebenfalls nur durch
entsprechend Dicke des Gesichtsteils erreicht werden.
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Was also benötigt wird, ist eine Maske,
die preiswert herzustellen ist und die ein bequemes, dichtes Passen über Gesichtern
unterschiedlicher Größen ermöglicht,
während
sie eine ausreichende Starrheit aufweist, so daß sie während des normalen Gebrauchs
nicht zusammenfällt.
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Die vorliegende Erfindung erfüllt den
oben beschriebenen Bedarf, indem sie ein einzelnes Stück aus einem
starren Material bereitstellt, das flach geformt ist und bewegliche
Gelenke und Einrichtungen zum Befestigen eines oder mehrerer Luft-Reinigungsfilter
oder -Patronen oder zum Befestigen von Schläuchen zur Zufuhr von Atemgasen
aufweist. Das einzelne Stück
ist entlang der beweglichen Gelenke in eine Form gebogen oder gefaltet,
die sich an die Form der Maske anpaßt, und eine Gesichts-Dichtung aus
einem anschmiegsamen Material ist daran angeformt, wodurch ein Gesichtsteil
gebildet wird. Die beweglichen Gelenke erlauben ein Biegen der fertigen Maske,
um sie bequem an unterschiedliche Größen eines Gesichts anzupassen.
Eine Gurt-Befestigung ist vorzugsweise integral an das einzelne
Stück aus einem
starren Material angeformt.
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Die obigen Aufgaben und weiterer
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
aus der folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung offenbar, wenn diese Beschreibung zusammen
mit den beigefügten
Figuren gelesen wird, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche
Teile bei den einzelnen Ansichten bezeichnen.
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Es zeigen:
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1 eine
perspektivische, teilweise in Explosionsansicht dargestellte Außenansicht
einer Maske, die eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist, bei der ein Teil einer Filterpatrone
entfernt ist und bei der zur Vereinfachung der Darstellung die Ventile
nicht gezeigt sind;
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2 eine
perspektivische Außenansicht
einer Maske, bei der die Filterpatronen und die Abdeckung für das Ventil
für die
Gase zum Ausatmen weggelassen sind;
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3 eine
Schnittansicht der Maske entlang der Linie 3 – 3 von 2;
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4 eine
perspektivische Außenansicht des
Einsatz-Bauteils der Maske in einer flachen Form;
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5 eine
Aufsicht auf den Einsatz von außen
in einer flachen Form;
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6 eine
Schnittansicht eines Abschnittes des Einsatzes entlang der Linie
6 – 6
von 5;
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7 eine
perspektivische Außenansicht des
Einsatzes, der gebogen wurde, um sich in seiner Form an die Form
der Maske anzupassen und um das Gesichtsteil daran anzuformen;
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8 eine
Schnittansicht der Ventilstruktur für die ausgeatmeten Gase, bei
der das Ventil für
die ausgeatmeten Gase daran befestigt ist, entlang der Linie 8 – 8 von 5;
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9 eine
Schnittansicht des Gurt-Befestigungsabschnitts des Einsatzes entlang
der Linie 9 – 9
von 5;
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10 eine
Außen-Aufsicht
auf eine Filterpatronen-Befestigungsstruktur für eine Maske;
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11 eine
Seitenansicht der Maske entlang der Linie 11 – 11 von 10;
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12 eine
Seitenansicht der Maske entlang der Linie 12 – 12 von 10;
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13 eine
Schnittansicht der Maske entlang der Linie 13 – 13 von 10; und
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14 eine
perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform der vorliegende
Erfindung.
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Die Erfindung wird nun nachfolgend
im Detail unter Bezugnahme auf die Figuren anhand ihrer bevorzugten
Ausführungsformen
näher erläutert.
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Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung beschriebene
Maske ist eine Halb-Gesichtsmaske,
d. h. sie ist so aufgebaut, daß sie
den Mund und die Nase bedeckt, nicht jedoch die Augen. Es versteht sich
jedoch, daß eine
Maske, die eine Ausfüh rungsform
der vorliegenden Erfindung ist, alternativ dazu auch eine Voll-Gesichtsmaske sein
kann, d. h. daß sie
so aufgebaut ist, daß sie
die Augen sowie den Mund und die Nase bedeckt, oder eine Viertel-Gesichtsmaske
sein kann, d. h. daß sie
so aufgebaut ist, daß sie
den Mund und die Nase bedeckt, sich jedoch nicht bis unter das Kinn
erstreckt. Alternativ dazu kann sie auch eine Maske mit einer beliebigen
anderen Art der Bedeckung des Gesichts sein. Außerdem ist die im Zusammenhang
mit einer bevorzugten Ausführungsform
beschriebene Maske zwar so gebaut, daß Patronen zur Luftreinigung
daran befestigt werden können
und die Maske so als Atemschutz-Maske dient; es versteht sich jedoch,
daß eine
Maske, die eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt, alternativ dazu auch so gebaut
sein kann, daß Schläuche zum
Zuführen
von Sauerstoff oder anderer atembarer Gase befestigt sind.
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Es wird nun auf die Figuren Bezug
genommen. Mit "20" ist allgemein eine
Halb-Gesichtsmaske zum
Bedecken der Nase und des Munds einer Person zum Schutz der Person
vor Luft-Verunreinigungen an Bord mittels Patronen zur Luftreinigung
oder Filtern 22 gezeigt. In der vorliegenden Beschreibung und
in den Patentansprüchen
wird der Begriff "Atemgas" so verstanden, daß er Luft,
die filtriert oder anderweitig behandelt wurde, so daß Luft-Verunreinigungen
an Bord daraus entfernt wurden, sowie Sauerstoff oder andere Atemgase
einschließt,
die aus einer Vorrats-Quelle zugeleitet werden.
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Die Maske 20 ist in der
Weise gezeigt, daß sie
zwei die Luft reinigende Patronen 22 einschließt (eine
auf jeder der sich nach hinten erstreckenden Seiten), so daß ein großer Gesamtbereich
geschaffen wird, durch den man atmen kann, so daß der Widerstand beim Atmen
auf einen gewünschten
Wert minimiert wird. Es versteht sich jedoch, daß in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung die Maske nur mit einer derartigen Patrone 22 versehen zu
werden braucht. Es versteht sich auch, daß die Maske mit mehr als zwei
Patronen 22 versehen sein kann. Verschiedene Arten von
Patronen, von denen einige ein Gas absorbierendes Mittel enthalten
und andere me chanische Filter enthalten und wieder andere beides
enthalten, können
austauschbar an der Maske befestigt werden, solange jede der Patronen, die
an einer Maske befestigt sind, vom selben Typ ist. Die Maske sollte
für eine
spezielle Verwendung mit der Art von Patrone(n) versehen werden,
die geeignet dafür
ist, die spezielle(n) Verunreinigungen) in der Umgebung zum Zeitpunkt
des Gebrauchs zu entfernen. Es versteht sich auch, daß es ein
oder mehrere Ventile) für
ausgeatmete Gase geben kann, daß ein Schlauch
verwendet werden kann, um ausgeatmete Gase wegzuschaffen, daß ein Ventil
gegen Ersticken verwendet werden kann und daß ein separater Durchgang für ausgeatmete
Gase nicht erforderlich sein kann, wenn der Gas-Einlaß so konstruiert
sein könnte,
daß er
den Auslaß der
ausgeatmeten Gase auf Teilzeit-Basis, d. h. im Wechsel mit dem Einlaß für Atemgase, übernehmen
könnte.
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Die Maske 20 ist aus einem
das Gesicht dicht abschließenden
Teil oder Körper 24 gebildet, der
aus einem geeigneten, weichen, anschmiegsamen Material besteht,
wie es nachfolgend im einzelnen beschrieben ist, um sich bequem
sowie auch sauber abdichtend an das Gesicht eines Benutzers anzupassen,
und ist weiter aus einem Teil oder Einsatz 26 gebildet,
der aus einem einzigen Stück
eines dünnen,
starren Materials besteht, wie beispielsweise aus Polypropylen,
das von leichtem Gewicht ist, preiswert ist und stabil ist, oder
aus einem anderen geeigneten Kunststoff-Material. Der Einsatz 26 kann preiswerter
aus einem Stück
hergestellt werden, als wenn es erforderlich wäre, mehrere Einsatz-Stücke herzustellen.
Der Körper 24 ist
an dem Einsatz 26 angeformt oder in anderer Weise geeignet
und dichtend an dem Einsatz 26 befestigt, und die aus diesem
Verbund hergestellte Maske ist in geeigneter Weise so geformt, daß sie sich
passend und dichtend an das Gesicht eines Benutzers anpaßt. Mit
anderen Worten: Die Maske hat einen vorderen Abschnitt 28,
zwei sich nach hinten erstreckende Wangen-Abschnitte 30,
einen unteren, sich nach hinten erstreckenden Abschnitt 32 zum
Anpassen an das Kinn des Benutzers und einen oberen, sich nach hinten
erstreckenden Abschnitt 34 zum Bedecken der Nase und zum Anpassen
an den Nasenrücken.
Der Nasen-Abschnitt 34 erstreckt sich vom Nasenrücken aus
auf jeder Seite nach unten, damit er nicht die Sicht des Benutzers
behindert. Der äußere Begrenzungsab schnitt 36 des
Körpers 24 ist
zum Inneren der Maske hin gefaltet und schafft so eine dichtende
Kante 38 (3), um
sich im gesamten Außenumfangsbereich
der Maske dichtend und doch bequem an das Gesicht des Benutzers
anzupassen. So wird ein Hohlraum 40 zum Atmen zwischen
der Maske und dem Gesicht des Benutzers geschaffen, in dem die Nase
und der Mund des Benutzers von der Außenumgebung isoliert sind,
so daß nur
die Gase zum Atmen verfügbar sind,
die über
die Patronen 22 geliefert werden. Bei "23" findet sich ein Schlitz für das Schwitzen
des Kinns, d. h. ein Loch im Kinn-Bereich auf der Innenseite der
Maske, das es erlaubt, daß Schweiß, der sich
auf der Haut des Benutzers während
der Verwendung der Maske bilden kann, in den Hohlraum der Maske
ablaufen kann, um die Trage-Eigenschaften oder den Komfort beim
Tragen der Maske zu verbessern.
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Der starre Einsatz 26 ist
so geformt, daß er eine
Struktur 42 zur Befestigung der Patronen 22 aufweist.
Der starre Einsatz 26 ist auch so ausgebildet, daß er eine
Ventil-Struktur 44 für ausgeatmete
Gase (am Kinn-Abschnitt 32 der Maske) und Gurt-Einstellvorrichtungen 46 (an
den Wangen-Abschnitten 30 der Maske) zur Befestigung eines
Gurtes 48 aufweist. Diese Strukturen werden nachfolgend
weiter im einzelnen diskutiert.
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Das Material, aus dem der Masken-Körper 24 besteht,
ist so gewählt,
daß es
eine geeignete Festigkeit aufweist, so daß es nicht kollabiert bzw. einfällt, aber
trotzdem ein gutes Gefühl
gegenüber dem
Gesicht des Benutzers hervorruft. Es ist auch wünschenswert, daß das Material
in minimaler Weise anfällig
für bleibende
Verformung ist und ein geringes Gewicht hat. Andere wünschenswerte
Merkmale schließen
gute Verarbeitungszeiten, Kompatibilität mit dem Formprozeß, gute
Umwelt-Beständigkeit und
niedrige Kosten ein. Beispielsweise kann der Masken-Körper 24 aus
einem thermoplastischen Kautschuk bestehen, wie beispielsweise dem
von der Firma Monsanto Company gelieferten Kautschuk mit der Bezeichnung „Sanoprene", der eine Dicke aufweist,
wie sie an anderer Stelle der Beschreibung beschrieben ist, und
der eine Durometer-Härte
von etwa 45 bis 60, vorzugsweise von 55 bis 60, auf der Shore A- Härte-skala aufweist. Der Masken-Körper 24 kann
auch aus anderen geeigneten Elastomer-Materialien hergestellt sein,
beispielsweise aus Siliconen, Chloropren-Kautschuk, anderen natürlichen
oder synthetischen Kautschuken oder Mischungen daraus.
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Der Einsatz ist flach geformt, wie
dies in den 4 und 5 veranschaulicht ist, so
daß er
preiswerter geformt werden kann, als wenn er in der Form geformt
würde – wie in 7 veranschaulicht -, die
der Form eines Gesichts entspricht und die die Maske letztendlich
annimmt.
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Um den starren Einsatz 26 in
die gewünschte Form
(7) zum Anformen des
Körpers 24 zu
biegen oder zu falten, werden in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung bewegliche Gelenke („living
hinges"), wie sie
mit der Bezugsziffer „50" bezeichnet sind,
oder andere geeignete Einrichtungen an dem Einsatz 26 ausgebildet,
um ein Biegen oder Falten des starren Einsatzes 26 zu ermöglichen.
Ein bewegliches Gelenk („living
hinge") 50 ist
eine durch eine Rille definierte Linie reduzierter Materialdicke, wie
sie bei „52" in 6 veranschaulicht ist, an der die Materialdicke
des Einsatzes ausreichend reduziert ist, um ein derartiges Biegen
zu ermöglichen. Die
Rille 52 sollte gerundet (abgerundet) sein, so daß ein Biegen
und weniger ein Brechen erfolgt. Beispielsweise kann die Dicke des
Einsatzes, wie sie bei „54" veranschaulicht
ist (ausschließlich
der erhöhten Dicke
der Patronen-Befestigung, der Struktur des Ventils für die ausgeatmeten
Gase und der Struktur der Gurt-Einstelleinrichtung und dergleichen)
etwa 0,07 in (1,78 mm) sein, und die reduzierte Dicke des Einsatzes – veranschaulicht
bei „56" – an der Rille 52 kann
etwa 0,015 in (0,38 mm) sein. Wie aus 7 ersichtlich
ist, hat der Einsatz 26 einen Abschnitt 58, der
dem vorderen Abschnitt 28 der Maske entspricht, einen Abschnitt 60,
der dem Kinn-Abschnitt 32 der Maske entspricht und durch
ein dazwischen angeordnetes bewegliches Gelenk 50 definiert
ist, und ein Paar von Abschnitten 62, die den Wangen-Abschnitten 30 der
Maske entsprechen und durch ein Paar beweglicher Gelenke 50 definiert
sind. Eine Patronen-Befestigungsstruktur 42 und eine Gurt-Einstelleinrichtung 46 sind
integral in jedem der Wangen-Abschnitte 62 ausgebildet,
die Ventil-Struktur 44 für ausgeatmete Gase ist integral
in dem Kinn-Abschnitt 60 ausgebildet, und ein Logo – veranschaulicht
bei „64" – kann auf dem vorderen Abschnitt 58 angebracht werden.
Der Logo-Bereich 58 kann
alternativ zur Befestigung weiterer Einrichtungen wie beispielsweise einer
dritten Patrone, einer Vorrichtung zur Übertragung von Ton, ein Ventil
gegen Ersticken oder die Befestigung elektronischer Teile und dergleichen
verwendet werden. Wie in den 4 bis 6 gezeigt ist, schließt der Einsatz 26 vorzugsweise
eine integral angeformte Ausatem-Kappe 43 ein, die mit
dem Einsatz 26 über
einen Brükken-Abschnitt 45 verbunden ist,
der beweglich ist, so daß er
sich biegt, wenn die Kappe 43 über der Ventil-Struktur 44 für ausgeatmete Gase
angeordnet wird. Der Brücken-Abschnitt 45 kann
einen zerbrechlichen Abschnitt zum Entfernen der Kappe 43 einschließen, wenn
diese nicht verwendet wird.
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Wenn der geformte Einsatz 26 in
die gewünschte
Form gefaltet oder gebogen ist ( 7), wird
er in eine Form eingesetzt, und der Körper 24 aus Elastomer-Material
wird an den Einsatz 26 angeformt, wie dies durch die gepunktete
Fläche
in den 1, 2 und 3 veranschaulicht ist, was dazu führt, daß die Befestigungseinrichtung 42 für die Patrone(n),
die Ventil-Struktur 44 für ausgeatmete Gase bzw. die
Struktur der Gurt-Befestigungseinrichtung 46 frei von Elastomer
bleiben.
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Der Körper 24 wird so geformt,
daß seine
Dicke zur Bequemlichkeit des Benutzers minimiert wird und die Materialkosten
minimiert werden, daß er
jedoch eine ausreichende Dicke aufweist, um zu verhindern, daß die Maske
kollabiert bzw. einfällt,
wenn sie angelegt wird. Seine Dicke kann schwanken, wie aus 3 ersichtlich ist. So kann
beispielsweise im Kinn-Bereich der Körper 24 eine Dicke – wie bei „66" veranschaulicht – von etwa
0,14 in (3,56 mm) aufweisen, die sich auf eine Dicke – veranschaulicht
bei „68" – von etwa 0,065 in (1,65 mm)
an der Kante 38 verjüngt.
In einem anderen Beispiel kann der Körper eine Dicke – veranschaulicht
bei „70" – von etwa 0,055 in (1,40 mm)
haben, wobei die Dicke an der Stelle seiner Befestigung an dem Einsatz 26 ansteigt. Die
Kante des Einsatzes 26 kann in geeigneter Weise mit einer
Kerbe versehen sein, wie dies bei „72" veranschaulicht
ist, um für
einen erweiterten Abschnitt oder einen Rand zu sorgen, um den der
Körper
geformt wird, um den Körper 24 mechanisch
mit dem Einsatz 26 zu verzahnen. Zum Befestigen des Körpers 24 an
der mit einer Kerbe versehenen Kante des Einsatzes 26 kann
die Dicke des Körpers 24 auf eine
Dicke – veranschaulicht
bei „78" – von beispielsweise etwa 0,18
in (4,57 mm) ansteigen.
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Um für ein Entkoppeln der Kräfte der
Maske in gewissem Umfang für
den Bereich der Nase im Gesicht des Benutzers mit dem Ziel eines
erhöhten Tragekomforts
zu sorgen, ist der Körper 24 vorzugsweise
mit einem gefalteten Abschnitt 74 oder einem Abschnitt 74 reduzierter
Dicke versehen, der im Bereich des Nasen-Abschnitts 34 liegt
und allgemein parallel zu der Kante 38 verläuft. So
wird der gefaltete Abschnitt 74 dafür geschaffen, um ein gewisses
gesteuertes Einfallen oder Kollabieren des Materials des Körpers in
dem gefalteten Bereich mit dem Ziel eines Reduzierens des Drucks
auf die Nase des Benutzers zu ermöglichen, was die Wirkung hat,
die Maske an dem Gesicht dicht anzubringen. Beispielsweise kann
die Dicke des Körpers 24 – veranschaulicht
bei „76" – an dem gefalteten Abschnitt 74 auf etwa
0,03 in (0,76 mm) reduziert sein.
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Es wird nun auf 8 Bezug
genommen. Die Ventil-Struktur 44 für ausgeatmete Luft wird so ausgebildet,
daß sie
einen erhöhten
Körper-Abschnitt 79 aufweist,
der eine kreisförmige Öffnung – veranschaulicht
bei „80" – hat, durch die ausgeatmete
Atemluft abgelassen wird. Ein zentral angeordneter Naben-Bereich 82 wird
in der Öffnung 80 durch eine
Mehrzahl von beispielsweise 4 schmalen Speichen 84 gehalten
(gezeigt in 5), die
sich vom Außenrand
der Öffnung 80 aus
erstrecken und im allgemeinen umfangsmäßig im gleichen Abstand zueinander
in der Öffnung
angeordnet sind. Ein Knopf 86 ist auf der Außenfläche des
Naben-Abschnitts 82 gebildet. Wie gezeigt, hat der Knopf 86 einen
erhobenen Abschnitt 88 und einen zentralen Schaft 90,
der den erhobenen Abschnitt 88 mit der Nabe 82 verbindet. Der
erhobene Abschnitt 88 hat – wie gezeigt – drei im Kreisumfang
voneinander beabstandete Vor sprünge, die
voneinander durch freistehende Abschnitte – veranschaulicht bei „94" – getrennt sind. Wie gezeigt,
hat der Naben-Abschnitt 82 freistehende Abschnitte – veranschaulicht
bei „96" – die jeweils in Gänze unter den
Vorsprüngen 92 liegen.
Die Verwendung der freistehenden Abschnitte 94 und 96 macht
es möglich, daß sich der
Formprozeß vereinfacht.
So wird anstelle eines Verwendens von Form-Einsätzen, um während des Formens den Raum
zwischen der Nabe 82 und dem Knopf 86 freizuhalten,
eine gewisse Menge des Materials (freistehende Abschnitte 94)
des Knopfes und eine gewisse Menge des Materials (freistehende Abschnitte 96)
der Nabe „geopfert", so daß Form-Abschnitte
in diesen ansonsten unzugänglichen,
fliegend angeordneten Bereich hineinreichen können, ohne die Integrität der Nabe
oder des Knopfes zu opfern.
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Um zu verhindern, daß kontaminierte
Luft während
des Einatmens aus der Umgebung in den Atemluft-Raum 40 eindringt,
liegt ein Klappenventil in Form einer dünnen kreisrunden Scheibe 98 aus
Kautschuk oder einem anderen geeigneten Material, die eine zentrale Öffnung 100 aufweist,
unter Abdecken der Öffnung 80 an
und dient als Rückschlagventil. Das
Ventil 98 ist gegenüber
der Nabe 82 konkav wie ein Knopf ausgebildet, indem man
es an der Öffnung 100 über dem
Knopf 86 einspannt, so daß der Schaft 90 in
der Öffnung 100 in
Eingriff gebracht wird und das Ventil sicher zwischen der Nabe und
dem Knopf 86 liegt. Der Ventilkörper 79 für ausgeatmete
Gase ist so geformt, daß er
eine kreisförmige
erhabene Rippe 102 an seiner Außenfläche bildet, die von der Öffnung 80 aus
radial nach außen
beabstandet ist und mit der Ventil-Scheibe 98 im Eingriff steht
und damit eine dichte Abdichtung gegen das Eintreten kontaminierter
Luft aus der Umgebung während
des Einatmens schafft. Jedoch ist die Ventil-Scheibe keiner Beschränkung hinsichtlich
einer Bewegung nach außen
unterworfen, so daß ausgeatmete
Luft während des
Ausatmens frei durch die Öffnung 80 nach
außen durchtreten
kann. Wie aus 1 ersichtlich
ist, kann die Ventil-Struktur 44 für ausgeatmete Luft in geeigneter
Weise in die Schutzabdeckung 103 eingepaßt werden,
die in geeigneter Weise mit Durchgängen – veranschaulicht bei „105" – für den Durchtritt von ausgeatmetem
Gas ausgebildet ist. Jedoch ist – wie oben festgestellt – ein separates
Ventil für
ausgeatmete Gase nicht für
alle Masken und Einsätze
erforderlich.
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Es wird nun auf die 10 bis 13 Bezug
genommen. Die Befestigungs-Strukturen für Patronen für einzuatmendes
Gas schließen
jeweils einen eine kreisförmige Öffnung,
wie sie bei „106" veranschaulicht
ist, aufweisenden Körper 104 ein,
damit in den Hohlraum 40 Atemluft aus der jeweiligen Patrone
aufgenommen werden kann. Ein zentral angeordneter Knopf 108 zur
Aufnahme einer Klappenventil-Scheibe 110, die ähnlich der
Ventil-Scheibe 98 sein kann, wird gehalten von einem schmalen
Teil 112, das sich quer über die Öffnung 106 erstreckt.
Der Knopf 108 ist nach innen (in Richtung auf den Hohlraum 40)
von dem Teil 112 aus erhaben und ist mit diesem über einen
zentral angeordneten Schaft 114 verbunden. Die Ventil-Scheibe 110 weist
eine zentral angeordnete Öffnung
auf – veranschaulicht
bei „116" -, in der die Scheibe 110 über den
Knopf 108 eingespannt ist, so daß der Schaft 114 in
der Öffnung 116 so
aufgenommen wird, daß er
die Ventil-Scheibe fest hält.
Freistehende Abschnitte 118 sind in dem Ventil-Körper 104 vorgesehen,
um diesen leichter formen zu können, ähnlich wie
dies oben in Bezug auf die freistehenden Abschnitte 94 und 96 bei
der Ventil-Struktur für
die ausgeatmeten Gase beschrieben wurde. Die Ventil-Scheibe 110 dient
als Rückschlagventil
und erlaubt ein Einatmen von Luft aus der jeweiligen Patrone 22 in
den Atemhohlraum 40 während
des Einatmens, wird jedoch wünschenswerterweise
durch den Ventilkörper 104 davon
abgehalten, zuzulassen, daß ausgeatmete
Luft nach außen
und in die jeweilige Patrone 22 durchtritt, und verhindert
dadurch, daß Feuchtigkeit
aus dem Atem des Benutzers in die Materialien der Patrone(n) gelangt.
Ein Paar schmaler Bauteile 200 erstreckt sich von dem Ventilkörper 104 in die Öffnung 106 und
ist allgemein im rechten Winkel zu dem Bauteil 112 orientiert
und stützt
so die Ventilscheibe 110 während des Atmens gegen eine
Bewegung nach außen
und bietet so eine bessere Abdichtung mit dem Ventilkörper 104.
Es versteht sich jedoch, daß eine
Maske in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung nicht notwendigerweise ein Ventil
für einzuatmende
Luft enthalten muß.
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Jede der Patronen 22 ist
kreisförmig,
kann jedoch auch in jeder beliebigen anderen Weise geformt sein
und hat in ihrer mit der Fassung im Eingriff stehenden Wandung 128 eine Öffnung – veranschaulicht
bei "120" -, die in Verbindung
mit der Öffnung 106 zum
Einatmen steht, um das Einströmen von
Atemgas in den Atem-Hohlraum 40 zu ermöglichen. Um das Volumen der
Patrone zu maximieren und die Sicht des Benutzers zu maximieren,
sind die Patronen 22 mit von der Zentralposition abweichenden
Positionen für
die Öffnungen 120 versehen,
und die Befestigungseinrichtungen sind so ausgebildet, daß die Patronen 22 in
Richtung auf die Rückseite der
Maske 20 (also nach hinten erstreckt) angeordnet sind,
wenn sie angebracht sind, wie dies aus 1 ersichtlich ist.
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Der Adapter 104 zur Aufnahme
einer Patrone 22 umfaßt
eine untere Grundplatte 121 und einen erhabenen Rand 122,
der von der Grundplatte 121 vertikal beabstandet ist und
mit dieser über
einen zylindrischen Abschnitt 123 verbunden ist, der die Öffnung 106 definiert.
Der Adapter 104 ist eine mit einer Vierteldrehung zu verschließende Bajonettverschluß-Halterung,
die nur eine Drehung von 90° benötigt, um
die entsprechende Patrone an Ort und Stelle zu befestigen, wie nachfolgend
im einzelnen erläutert
wird. Der Rand 122 ist an einem Paar einander gegenüberliegender
Seiten abgeschnitten, wie bei „124" veranschaulicht
ist, so daß ein
Paar einander gegenüberliegender
kreisförmiger
Abschnitte 125 bleibt, die im Winkel von 90° dazu angeordnet sind
und sich radial weiter (vom Zentrum der Öffnung 106) nach außen erstrecken,
als sich die abgeschnittenen Abschnitte 124 radial nach
außen
erstrecken. Einer der abgeschnittenen Bereiche 124 ist
weiter so ausgebildet, daß er
eine Kerbe oder Keilnut 126 an einem seiner Enden aufweist.
Die entsprechende Öffnung 120 der
Patrone hat dieselbe Form wie der Rand 122 und schließt ein Paar
abgeschnittener Seiten 132 und eine ähnlich ausgebildete Kerbe oder Keilnut 134 ein,
die an einer der abgeschnittenen Seiten 132 an einem Ende
ausgebildet ist. Wenn die Keilnuten 126 und 134 in
Ausrichtung zueinander gebracht werden, kann der Rand 122 von
der Öffnung 120 aufgenommen
werden, und die Wand 128 der Patrone kann dementsprechend
unter dem Rand 122 untergebracht werden. Durch Drehen der
Patrone um 90° werden
die Be reiche 130 der Wand der Patrone im Bereich der abgeschnittenen
Bereiche 132 der Öffnung
der Patrone unter den kreisförmigen
Bereichen 125 des Randes 122 aufgenommen, wodurch die
Patrone an der Maske befestigt wird. Der Adapter 104 ist
so ausgebildet, daß er
einen "Stop-"Abschnitt aufweist,
wie er bei „141" in 1 veranschaulicht ist, der der Keilnut 126 diametral
gegenüber
angeordnet ist und verhindern soll, daß die Patrone in der falschen
Richtung gedreht wird, und der weiter verhindern soll, daß die Patrone 22 über diesen
gewünschten
Punkt der Befestigung (über
90° hinaus)
gedreht wird. Unterhalb jedes der kreisförmigen Bereiche 125 ist
die Grundplatte 121 in der Weise ausgebildet, daß sie einen
Abschnitt oder eine Rampe 136 aufweist, die von dem Ende
des kreisförmigen
Abschnitts aus schräg
auf den Rand 122 zu in der Richtung der Drehung der jeweiligen
Patrone 22 zu deren Befestigung an der Maske ansteigt.
Die Rampe 136 ist also dazu vorgesehen, die Wandung 128 der
Patrone zusammenzudrücken,
wenn die Patrone in Richtung auf die angestrebte Position gedreht
wird, und sie zwischen der Grundplatte 121 und dem Rand 122 festzumachen,
um die Patrone an der Maske dicht zu befestigen. Ein kreisförmiger Wulst
oder erhabener Rand 138, der jeden Adapter 104 für ein Einatem-Ventil umgibt,
ist in den Masken-Körper 24 geformt
und steht dichtend mit einem Wulst (nicht gezeigt) an der jeweiligen
Wandung 128 der Patrone in Eingriff und dichtet so die
Adapter-Öffnung
ab und verhindert so das Eintreten schädlicher Gase in der Umgebung. Die
Wandung 128 der Patrone kann zwei derartige kreisförmige Wulste
aufweisen, wobei der Wulst 138 gerade außerhalb
des äußersten
Wulstes der Patrone liegt, jedoch nahe genug, um mit diesem dichtend in
Eingriff zu stehen. Der Teil der Maske, der den Wulst 138 enthält, ist
flach geformt (so daß die
Außenfläche des
Körpers 24 nicht
in den Bereich ansteigt, der den Wulst 138 enthält), damit
eine gute Abdichtung sichergestellt wird. Es versteht sich, daß der Wulst 138 nicht
benötigt
wird und eine geeignete Abdichtung ohne den Wulst 138 erreichbar
ist. Bei „140" veranschaulichte
erhabene Noppen werden auf jedem Wandungsabschnitt 130 der
Patrone vorgesehen (sie sind zentral in Richtung der Länge der Patrone
angeordnet und erstrecken sich jeweils von den abgestumpften Ecken 132 in
radialer Richtung) und verbinden sich mit entsprechenden Rillen – veranschaulicht
bei „131" in 11 – auf den
kreisförmigen
Abschnitten 125, um so positiv die jeweilige Patrone zur
Verwendung in Position zu „klicken" und dabei den Benutzer
wissen zu lassen, daß sie
in einer derartigen Position ist.
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Wie in 2 gezeigt,
liegen die Keilnuten 126 auf den äußeren Kegelstumpf-Abschrägungen (in
Richtung auf die Ohren des Benutzers), und jede Struktur 42 für einzuatmende
Luft akzeptiert dieselbe Patrone, mit dem Ergebnis, daß es wünschenswerterweise
unnötig
ist, verschiedene Patronen für
die beiden Strukturen 42 zu haben. So wird bei der Struktur 42 auf
der rechten Seite des Betrachters in 2 die
Patrone 22 in der Weise montiert, daß die Patronen-Öffnung 120 anfänglich an
der Unterseite der Patrone liegt, und die Patrone wird im Uhrzeigersinn um
90° gedreht,
bis die Noppen 140 in die vorgesehene Position „einklicken", wobei die Patrone
dann nach hinten auf die Rückseite
zu gestreckt ist, um das Blickfeld des Betrachters zu verbessern.
Bei der Struktur 42 auf der linken Seite des Betrachters
ist die Patrone 22 so montiert, daß die Öffnung 120 der Patrone
anfänglich
an der Oberseite der Patrone liegt, und die Patrone wird im Uhrzeigersinn
um 90° gedreht,
bis die Noppen 140 in die vorgesehene Position „einklicken", wobei die Patrone
dann nach hinten auf die Rückseite
zu gestreckt ist, um das Blickfeld des Betrachters zu verbessern.
Die Patronen können
auch rund sein und können
mit einem Gewinde versehen sein, so daß sie mit einer mit einem Gewinde
versehenen Montageöffnung
in Eingriff gebracht werden können.
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Der Gurt 48 ist ein Zwei-Punkt-Gurt
mit einem einzigen Riemen 150, der an seinen Endabschnitten 152 mit
Gurt-Einstelleinrichtungen 46, die um den Hinterkopf des
Benutzers herumlaufen, und mit einem zweiten Riemen 154 verbunden
ist, der an dem Riemen 150 angenäht ist. Jede Gurt-Einstelleinrichtung 46 ist
einstückig
und integral an einen integralen Abschnitt 158 des Einsatzes 26 mit
erhöhter
Dicke angeformt. Beispielsweise kann der Abschnitt 158 eine – bei „160" veranschaulichte – Dicke von
etwa 0,14 in (3,56 mm) aufweisen. Die Gurt-Einstelleinrichtung 46 weist
einen planaren Abschnitt 162 auf, dessen – bei „164" veranschaulichte – Dicke gleich
der Dicke
160 sein kann. Der Abschnitt 162 weist
einen geraden Schlitz – veranschaulicht
bei „166" – über seine ganze Länge auf,
der benachbart und parallel zu seiner Endkante verläuft und
sich fast über
seine gesamte Breite erstreckt. Ein Paar von – bei „168" veranschaulichten – geraden
Schlitzen erstreckt sich über
den gesamten Abschnitt 162 von den Enden des Schlitzes 166 aus
entlang der jeweiligen Seiten des Abschnittes 162 zu dessen
Enden 170 und hat im wesentlichen dieselbe Länge. Eine – bei „174" veranschaulichte – imaginäre Linie
zwischen den Enden 170 definiert ein Gelenk, um das ein
Abschnitt 172 innerhalb der Grenze zwischen den Schlitzen 166 und 168 und
der imaginären
Linie 174 in Bezug auf den – bei „176" veranschaulichten – Rest des
Abschnitts 162 biegend beweglich ist. Ein Biegen des Abschnitts 172 in
eine Richtung, die durch „178" veranschaulicht
ist, ist durch ein Stop-Teil 180 beschränkt, das integral mit dem Abschnitt 172 ausgebildet
ist und sich quer über
den Abschnitt 172, in der Nähe des Schlitzes 166 und über die
Schlitze 168 hinaus erstreckt. Die Oberfläche 182,
von der aus sich das Stop-Teil 180 erstreckt, wird in der
vorliegenden Beschreibung als äußere Oberfläche definiert.
Der End-Abschnitt 152 des Riemens 150 tritt nach
außen
durch den Schlitz 166 hindurch und tritt an der äußeren Oberfläche 182 aus. Durch
Ziehen an den Riemen-Endabschnitten 152 biegen sich die
Schnallen-Abschnitte 172 nach
außen,
und als Ergebnis kann der Riemen 150 anpaßbar am
Kopf des Benutzers fest angezogen werden. Wie aus 9 ersichtlich ist, ist der Schlitz 166 so ausgebildet,
daß er
an der äußeren Oberfläche 182 schmaler
ist als an der inneren Oberfläche.
Wenn eine Kraft in der Weise ausgeübt wird, daß, der Riemen 150 in
die andere Richtung gezogen wird, um ihn zu lösen, verhindert das Stop-Teil 180 im
wesentlichen ein Biegen des Schnallen-Abschnitts 172 nach innen,
und der Riemen 150 wird zwischen den Schnallen-Abschnitten 172 und 176 eingeklemmt. Die
Riemen des Gurts bestehen aus einem geeigneten elastischen Material,
so daß sie
nachgeben, wenn sich das Gesicht des Benutzers bewegt.
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Um die Maske an Kopfgrößen verschiedener Benutzer
anzupassen, sind in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung die Gurt-Einstelleinrichtungen 46 so
ausgebildet, daß sie
sich nach oben und nach unten biegen lassen, wie dies durch den Pfeil
184 veranschaulicht
ist. Um ein derartiges Biegen zu ermöglichen, ist ein flexibles
Gelenk in Form eines Teils 186 vorgesehen, das mit dem
Abschnitt 158 und dem planaren Abschnitt 162 einstückig ausgebildet
ist und diese verbindet. Das Teil 186 ist relativ dick
in einer Richtung senkrecht zu dem planaren Abschnitt 162 und
sorgt so für
eine geeignete Richtungsfestigkeit, und es ist relativ dünn in der
Richtung, die parallel zu der Ebene verläuft, in der der planare Abschnitts 162 liegt,
so daß es
das gewünschte Biegen
in den durch „184" gekennzeichneten
Richtungen zuläßt. Beispielsweise
kann die Dicke, wie sie in 7 bei „188" veranschaulicht
ist, des Gelenk-Teils 186 in der Richtung parallel zu der
Ebene, in der der planare Abschnitt 162 liegt, etwa 0,10
in (2,54 mm) sein, um ein Biegen der Schnalle in den durch „184" gekennzeichneten
Richtungen zuzulassen. Wie gezeigt, ist das Teil 186 allgemein
halbmondförmig,
und seine größte Dicke – veranschaulicht
bei „190" in 9 – über seine
Länge kann
beispielsweise etwa 0,25 in (6,35 mm) sein, so daß dies die
gewünschte
Richtungsfestigkeit ergibt.
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Es wird nun auf 14 Bezug genommen. Gemäß einer
alternativen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann eine Quelle für ein zum Atmen geeignetes
Gas geschaffen werden, die als Ersatz für die Patronen 22 zur
Luftreinigung an der Maske 20 der vorliegenden Erfindung
befestigt werden kann. Wie für
Fachleute in diesem technischen Bereich klar ist, kann die Maske 20 leicht
an eine mögliche
Verwendung mit einem Vorratsbehälter 190 und
einem Kupplungsteil 192 anpaßbar sein, wie es in dem US-Patent
Nr. 5,408,995 beschrieben und gezeigt ist, dessen Inhalt durch diese
Inbezugnahme in die vorliegende Beschreibung übernommen wird.
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Es wird also in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung eine Maske geschaffen, in der ein einstückiger Einsatz
in wirtschaftlicher Weise flach geformt und dann in die gewünschte Form
gebogen werden kann und in der ein Körper aus einem faltbaren Material
daran angeformt werden kann. Die Verringerung der Zahl der Teile,
die sonst getrennt voneinander zu formen wären, bietet einen wirtschaftlichen
Vorteil. Die Maske mit den beweglichen Gelenken und der faltbare
Körper
weisen eine Flexibilität auf,
die ausreichend dafür
ist, sich verschiedenen Formen und Größen eines Gesichts eines Benutzers
anzupassen, die jedoch auch ausreichend starr ist, ein Kollabieren
bzw. Einfallen zu verhindern. Die flexiblen Gelenke an den Schnallen
ermöglichen, daß der Gurt
an verschiedene Gesichtsgrößen angepaßt werden
kann. So kann die Maske preiswert hergestellt werden und ist vielseitig
verwendbar und zuverlässig.
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Es versteht sich, daß die Erfindung
trotz der Tatsache, daß sie
vorstehend im einzelnen beschrieben wurde, auch in andersartigen
Ausführungsformen
verwirklicht werden kann, ohne von den ihr zugrundeliegenden Grundsätzen abzuweichen,
und daß die
anderen Ausführungsformen
selbstverständlich
auch von dem Umfang der vorliegenden Erfindung umfaßt sind,
wie sie in den nachfolgenden Patentansprüchen definiert ist.