DE2166278A1 - Atmungsgeraet - Google Patents

Description

YEEIFLO CORPOBATION
25o Canal Boulevard
Richmond, California 948o4 /V.St.A.

Patentanmeldung

Atmungsgerät (Ausscheidung aus P 21 62 o22.4-35> ν. 14. Dez. 1971)

KurzbeSchreibung der Erfindung

Gegenstand der Erfindung ist ein vollpneumatisches Beatmungsgerät, das mittels Volumen- bzw. Hengensteuerung betrieben werden kann. Dabei arbeitet ein Atmungsstromregler auf Grund des Unterschiedes zwischen zwei Steuerdrücken, von denen der kleinere bei jeder Einatmungsphase eines Atmungsvorganges allmählich grosser wird, um einen Atmungsstrom zu ermöglichen, der anfangs mit relativ hoher Geschwindigkeit strömt und allmählich bis zum Aufhören verringert wird. Das Gerät arbeitet mit einer Vorrichtung zum Erzeugen "der Atmungsvorgänge" und einem Zeitmengenregler zur Bildung bzw. Festlegung einer Einatmungszeit sowie mit einem Verhältnisregler zum Einstellen ehes bestimmten Verhältnisses zwischen der Ausatmungszeit und der Einatmungszeit und einer bestimmten Menge an zuliefernder Atmungsluft. Dar Zeit-Mengenregler ermöglicht eine voneinander unabhängige Einstellung der Menge und der Einatmungszeit. Die Vorrichtung zum

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Erzeugen eines Atmungsvorganges und der Zeit-Mengenregler führen dem Atmungsstromregler die notwendigen Steuersignale zu und dieser versorgt den Geräteträger bzw. Patienten mit dem Atmungsgas. Es ist ein Überdruckventil vorgesehen, das verhindert, dass die Atmungswege des Geräteträgers bzw. Patienten zu hohem Druck ausgesetzt werden. Ausserdem ist ein Unter druckventil angeordnet, das verhindert, dass in den Atmungswegen zu grosser Unterdruck entsteht. Wenn ein Einatmungsvorgang eingeleitet werden soll, so wird dies durch einen Umschalter hervorgerugen, der die Ausatmungsphase beendet.

Grundlage der Erfindung

Die Erfindung bezieht sieh auf eine Verbesserung eines Beatmungsgerätes, das mit Mengensteuerung betrieben wird. Durch die Erfindung ist eine erheblich gedrungenere Bauweise des Gerätes ermöglicht als bei allen bisher bekannten Geräten mit Volumen- bzw. Mengensteuerung. Ausserdem ist das Beatmungsgerät nach der Erfindung vielseitig anwendbar und kann den wechselnden Bedürfnissen der Geräteträger bzw. von Patienten und Ärzten angepasst werden.

Eine erhebliche Schwierigkeit bei bisher bekannten Beatmungsgeräten besteht darin, dass der gelieferte Atmungsstrom, wenn überhaupt, dann nur geringfügig geändert werden kann. Die meisten Geräte können nur mit einem grundsätzlich fest eingestellten Atmungsstrom arbeiten. Es ist aber für den Gerätebenutzer bzw. einen Patienten erwünscht, wenn das Gerät zu Beginn jedes Einatmungsvorganges einen starken Einatmungsstrom liefert, der allmählich bis zum Ende der Ausatmungsphase abnimmt. Das Beatmungsgerät nach der Erfindung liefert einen solchen veränderlichen Strom von Atmungsluft, der von einem maximalen Wert zu Beginn der Einatmungsphase auf einen Minimalwert am Ende der Einatmungsphase abnimmt. Das Verhältnis zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert wird dabei un-

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abhängig von der Dauer der Einatmungsphase und unabhängig davon beibehalten, wie gross der Atmungsstrom zur Lieferung der gewünschten Menge an Atmungsluft während der Einatmungsphase ist.

Das Beatmungsgerät nach der Erfindung ermöglicht ferner die Einstellung eines gewünschten Verhältnisses zwischen der Einatmungszeit und der Ausatmungszeit in dem Atmungsvorgang. Dieses Verhältnis bleibt dann erhalten, bis es anders eingestellt wird, kann aber im weiten Bereich leicht geändert werden. Auf diese Weise kann z. B. bei einem Patienten der A-taungsvorgang durch entsprechende Einstellung dieses Verhältnisses voll geregelt werden, indem z. B. zu Grunde gelegt wird, dass ge langer seine Einatmungszeit ist, desto langer seine Ausatmungszeit ist, oder dass für eine bestimmte Einatnmngszeit die Ausatmungszeit geändert wird. Bei dem Gerät nach der Erfindung können ferner im Gegensatz zu bekannten Atmungsgeräten, bei denen z.B. bei einer Änderung der Einstellung der Aianungsluftmenge zugleich auch die Einstellung der Einatmungszeit geändert wird, die Menge bzw. das Volumen an Atmungsluft und die Dauer der Einatmungszeit unabhängig voneinander derart eingestellt werden, dass entweder die Zeit oder die Menge ohne wesentliche Änderung des anderen Faktors geändert werden kann. Hierzu ist eine neue Zusammenwirkung von Teilen vorgesehen, die diese Einstellungen selbsttätig herbeiführen.

Das Beatmungsgerät nach der Erfindung misst weiterhin den Druck in den Atamngswegen z. B. eines Patienten und ermöglicht diesem, den normalen Atmungsvorgang ausser Kraft zu setzen bzw. zu übergehen und eine neue Einatmungsphase einzuleiten, wobei die Wirkung des entstehenden Unterdrücke s ausgenutzt werden kann, um diesen Vorgang auszulösen. Dabei ist die Sicherheit des Patienten durch ein druekbetätigtes Sicherheitsventil gewährleistet, das zu hohen Druck in den Atmungswegen in die Atmosphäre ableitet. Ebenso wird das Gerät bei zu grossem Unterdruck in den Atarangswegen über ein

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Unterdruckventil mit der Atmosphäre verbunden.

Bei normalen Atmen nimmt jedermann von Zeit zu Zeit einen besonders tiefen Atemzug und atmet dann besonders tief aus. Diese Atmungsweise kann zur Erhaltung oder Wiedererlangung der Gesundheit nützlich sein. Gegenüber den meisten bekannten Beataungsgeräten, die eine andere als eine gleichförmige Atmungsweise nicht zulassen, ermöglicht das Beatmungsgerät nach der Erfindung, diese wechselnde Atmungsweise z. B. durch einen Arzt von Hand einzustellen und für jede gewünschte Zeitfc dauer beizubehalten. Dabei kann für jeden tiefen Einatmungsund Ausatmungsvorgang die Einatmungsphase sowohl der Menge als auch der Zeit nach um etwa 50 % vergrössert werden, wobei jedoch das Verhältnis zwischen Einatmungszeit und Ausatmungszeit beibehalten und folglich auch die Dauer der Ausatmungszeit ebenfalls um etwa 50 % vergrössert wird. Dies ist ermöglicht, ohne den regelmässigen Atmungsvorgang zu ändern, so dass, wenn die wechselnde Atmungsweise durch den Arzt ab-'gestellt wird, der regelmässige Atmungsvorgang wieder aufgenommen wird.

Während der Ausatmungsphase kann schliesslich eine neue Einatmungsphase jederzeit durch Betätigung eines Bedienungsknopf es von Hand eingeleitet werden. Der Druck und der Unterdruck im Atmungsgerät werden durch eine Messvorrichtung angezeigt.

Zusammengefasste Wirkungsweise

Bei dem Beatmungsgerät nach der Erfindung werden die Einatmungszeit, das Verhältnis der Einatmungszeit zur Ausatmungszeit, das Volumen bzw. die Menge an Atmungsluft und die Empfindlichkeit geregelt. Die Vorrichtung zum Erzeugen der Atmungsvorgänge arbeitet pneumatisch und leitet eine Einatmungsphase ein, während der Atmungsstromregler Atmungsluft bzw. Atmungsgas für den Patienten liefert. Die Dauer der Einatmungsphase wird durch einen an dem Gehäuse des Gerätes

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angebrachten Einatmungszeit-Knopf eingestellt, während die gelieferte Gasmenge für diese Zeit mittels einen Mengenknopfes einstellbar ist. Der Einatmungsphase folgt die Ausatmungsphase, deren Dauer als Faktor der Einatmungszeit mittels eines Verhältais-Einstellknöpfes eingestellt wird, im Ende der Ausatmungsphase wird ein neuer Atmungsvorgang selbsttätig eingeleitet. Inderungseinstellungen, wie z. B. für wechselnde Atmungsweise, von Hand sind möglich. Wesentlich für den Betrieb ist die Unabhängigkeit vom Widerstand, der z. B. bei einem Patienten infolge des Widerstandes in seinen Atmungswegen und der Beschaffenheit der Lunge vorhanden ist. Da der Druckaufbau durch die gelieferte Menge an Atmungsluft sehr hoch sein kann und hierdurch ernsthafte Störungen in den Atmungswegen auftreten können, wird der Möglichkeit eines solchen Druckaufbaues gemäss der Erfindung duroh Anordnung eines Überdruckventiles begegnet, das einen Teil der Atmungsluft in die Atmosphäre ableitet, wenn ein bestimmter Höchstdruck erreicht wird, der einstellbar ist. Ausserdem kann mittels des Unterdruckventiles eine Verbindung zur Atmosphäre geschaffen werden, wenn auf den Patienten ein grösserer Unterdruck aiszulässig einwirkt.

Beschreibung der Erfindung an Hand der Zeichnung

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1A und 1B schematische Darstellungen eines der Erfindung entsprechenden Beatmungsgerätes, teilweise in der Ansicht, teils im Schnitt}

fig. 2 in ähnlicher Darstellung zusammen mit einem- Schaubild über die Wirkungsweise eine Vorrichtung zur Erzeugung eines A tmungs vor ganges bei dem Beatmungsgerät nach Big. 1}

Fig. 3 verschiedene Schaubilder zur Erläuterung der Wirkungsweise der beiden von der Vorrichtung zur Erzeugung eines Atmungsvorgangerzeuger unter zwei verschiedenen Bedingungen abgegebenen Steuersignale, nämlich bei normalem

Betrieb und beim Betrieb mit tiefen Einatmungszügen, 309827/0268

mit Aufzeichnung des Druckes und <fer Zeit;

4 ein Schaubild der Zeitkonstante erster Ordnung des Zeitnetzes mit Aufzeichnung des Druckwechsels und der Zeit;

5 ©iⁿ SchauMld des Verhältnisses der Einatmungszeit zur Ausatmungszeit als Funktion der Einatmungszeit für drei verschiedene Verhältnisse}

Fig. 6 eine der EIg. 2 entsprechende Darstellung des Atmungsstromreglers bei dem Gerät nach !ig. 1Bj

Fig. 7 ein Schaubild zur Erläuterung des Anwendungsbereiches des Beatmungsgerätes mit Gegenüberstellung der gelie-• ferten Menge an Atmungsluft und der Einatmungszeit;

Fig. 8 die Vorderansicht eines Gehäuses zur Aufnahme des Beatnrangsgerätes nach Fig. ΊΑ und 1B mit den dort dargestellten Teilen;

Fig. 9 das Gehäuse nach Fig. 8 in Seitenansicht; Fig. 10 einen Teilschnitt in gegenüber Fig. 1B vergrösserter Darstellung durch den Zeitregler des Zeit-Mengenreglers;

Fig.11 einen zu dem Schnitt nach Fig. 10 rechtwinkligen Schnitt durch den Mengenregler des Zeit-Mengenreglers;

Fig. 12 den Druckfühler und -regler in einer gegenüber Fig. 1A vergrösserten Ansicht- und Schnittdarstellung.

Bei der Darstellung des Atmungsgerätes in Fig. 1A und 1B sind übliche Teile, wie Atemmaske oder sonstige Mittel zur Verbindung mit dem Geräteträger, z. B. einem Patienten, weggelassen und andere übliche und bekannte Teile durch Beschriftung und Pfeile angedeutet. Dabei sind die normalen Strömungsrichtungen für den Gasstrom angezeigt, obwohl in manchen Verbindungsleitungen auch ein Bückstrom in umgekehrter Sichtung stattfinden kann.

Das dargestellte Atmungsgerät ist so ausgebildet, dass es mit Mengen- bzw. Volumensteuerung betrieben werden kann.

Gemäss Fig. 1A und 1B wird aus einer Gasquelle 20 ein Atemgas unter Druck in eine Hauptzuführungsleitung 21 eingeleitet. Das

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Gas wird in üblicher Weise geregelt zugeführt und kann entweder reiner Sauerstoff oder eine Mischung aus Sauerstoff und Stickstoff oder auch ein anderes Gas sein. Z. B. kann das Gas über einen Verhältnisregler zugeführt werden, wie er in der US-Patentschrift 3 534 753 vom 20. Oktober 1970 beschrieben ist.

der Gaszuführunp;

Die Hauptzuführungsleitung 21 kann über eine Zweigleitung 22 (!Pig. 1A) mit einem Druckregler 23 in Form eines Druckminderventiles verbunden sein, der das Gas unter bestimmtem Druck sowohl für die zur Erzeugung des Atmung s vor ganges dienende Vorrichtung 50 als auch für den Luftweg-Druekfühler und -regler 200 und für eine durch ein Ventil gebildete Vorrichtung 280 zum Übergehen der Schaltzeit liefert. Der Druckregler 23 wird das Gas mit einem Druck von etwa 2,45 bis 3,5 kp/cm zugeführt, der dann in dem Druckregler auf einen konstanten Wert von etwa

2,1 kp/cm herabgemin-dert wird. Der Druckregler bzw. das Druckminderventil kann bekannter Art sein und in einem Gehäuse 25 eine Membran 24 enthalten, die durch eine Feder 26 belastet ist. Der Einlass 27 ist mit der Leitung 22 verbunden und führt über im Gehäuse angeordnete Kanäle in eine durch die Membran verschlossene Membrankammer 28, die mit einem Auslass 30 versehen ist. Die Belastungskraft der Feder 26 kann mittels der Stellschraube 31 eingestellt werden. Die Membran 24 steht somit auf ihrer einen Seite unter dem Druck am Auslass 30 und auf ihrer anderen Seite unter dem Druck der Feder 26. Die Membran wirkt auf ein Ventil 32 ein, um den zur Aufrechterhaltung des Gleichgewichtes notwendigen Zufluss zu gewährleisten. Da die Kraft der Feder 26 mittels der Stellschraube 31 eingestellt wird, entspricht die Gleiehgewichtsstellung dem gewünschten Auslassdruck des Druckminderventiles, d* h. z. B.

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2,1 kfö/cm . Der Druckregler bzw. das Druckminderventil nimmt einen sehr kleinen Raum ein und kann leicht in einem relativ kleinen Gehäuse 38O zusammen mit allen anderen Geräteteilen untergebracht werden, wie es in Fig. 8 und 9 dargestellt ist.

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Bei der dargestellten Ausfiihrungsform ist der Auslass JO des Druckreglers 23 durch eine Leitung 34· mit einem Hauptventil bzw. Umschalter 35 verbunden, mittels dessen die Betriebsweise des Atmungsgerätes von Mengensteuerung auf Drucksteuerung oder umgekehrt eingestellt werden kann. Das Hauptventil und die Betriebsweise mit Drucksteuerung gehören jedoch nicht zum Gegenstand der Erfindung. Für den Betrieb mit Mengensteuerung ist die Leitung 34- über das Hauptventil 35 mit einer Leitung •4-9 verbunden, die zu einer zum Erzeugen der A-faaungsvorgänge dienenden Vorrichtung 50 führt (Fig. 1B).

Vorrichtung zum Erzeugen eines Atmungsvorganges (Fig« 1B und 2)_

Diese in Fig. 2 etwas grosser als in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung 50 besitzt ein vorzugsweise aus mehreren Einzelteilen bestehendes Gehäuse 51 und ist in einem Gehäuseteil mit zwei Membranen 52 und 53 und in einem anderen Gehäuseteil mit zwei Membranen 54- und 55 versehen. Die Gaszuführungsleitung 4-9 führt über einen Kanal 56 zu einem mittleren axialen Durchlasskanal 57· Die Membranen 52 und 53» die verschieden grosse Wirkflächen haben, sind gemeinsam an einem Membranglied 58 befestigt, das an seinem inneren Ende mit einem Verschluss!tz oder körper 60 versehen ist. Die Membran 52 begrenzt an einem Ende eine Membrankammer 61, deren anderes Ende durch eine Zwischenwand 62 der Vorrichtung begrenzt ist. An dieser stützt sich eine Feder 63 ab, die mit ihrem anderen Ende an einem Bund 64- des Membrangliedes 58 angreift. Zwischen der Membran 52 und der Membran 53 ist eine Kammer 63 gebildet, die über eine öffnung 66 mit der

IVl

Aussenluft in Verbindung ist. Die embran 53 begrenzt ihrerseits eine Membrankammer 67 an ihrem einen Ende.

In der Membrankammer 67 ist ein einstellbares Widerlager 68 für eine Feder 69 angeordnet, die sich gegen das untere Ende des Membrangliedes 58 abstützt. Das einstellbare Widerlager 68 ist auf einen Schraubzapfen 70 aufgeschraubt, der durch die Wandung des Gehäuses 51 nach aussen ragt und an seinem äusseren Ende ein Zahnrad 71 trägt. Das Zahnrad 71 kämmt mit einem

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grösseren Zahnrad 72 eines Einstellradsatzes, der mittels eines von Hand bedienbaren Einstellgliedes 73 über eine das Zahnrad 72 tragende Welle 74 drehbar ist. Das Einstellglied 73 bildet mit den Teilen 68 bis 72 einen Verhältnisregler zum Einstellen des Verhältnisses der Einatmungszeit zu der Ausatnrangszeit.

Die Membrankammer 61 steht über Leitungen 76? 78 und 77 einer anderen Kammer 75 in. Verbindung, und die Leitung 78 ist über eine Leitung 79 mit einer Drosselöffnung 80 verbunden, die in die Atmosphäre mündet. Die Kammer 75 iⁿ cl^em Gehäuse 51 ist an ihrem einen Ende durch die Membran 54- begrenzt. Zwischen der Membran 5^· U³¹¹I der Membran 55 ist eine Kammer gebildet, und auf der Aussenseite der Membran 55 ist in dem Gehäuse 51 eine Kammer 82 angeordnet. Sie beiden Membranen 54- und 55 sind wiederum an einem gemeinsamen Membranglied 83 befestigt, das ebenfalls einen Verschlussitz 84 gegenüber einer Ventilöffnung 85 trägt, die in der Aussenwand der Kammer 82 angeordnet ist. Die Kammer 82 steht über eine Entlüftungsöffnung 86 mit der Aussenluft in Verbindung.

Von der Kammer 75 führt ein Durchlass 87 zu einem Seitenkanal 88, der gewöhnlich durch ein Ventil 90 verschlossen ist, das durch eine den Verschlusskörper dieses Ventiles im Schliessungssinn belastende Feder 89 geschlossen gehalten wird. Wenn das Ventil 90 geöffnet ist, so ist der Seitenkanal 88 mit einer Kammer 91 verbunden, die über eine Öffnung 92 mit einer Leitung 93 in Verbindung steht.

Die Membrankammer 67 steht über eine öffnung 94- und Leitungen 95 und 96 mit einer öffnung 97 in der Wandung der Kammer 81 in Verbindung, so dass die Membrankammern 67 und 81 unter gleichem Druck stellen. Die Leitung 95 ist ferner durch eine Leitung 98 mit einem in Fig. 2 als Nadelventil durchgestellten Zeitregler 100 verbunden, der mit einer Leitung 101 in Verbindung ist. An diese sind die Leitung 93 und eine Leitung angeschlossen, die zu dem Hauptventil 35 führt. Ausserdem ist

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die Leitung 101 mit der Ventilöffnung 85 verbunden, so dass diese mit der Öffnung 92 der Kammer 91 in- Verbindung steht. Die von der Membrankammer 67 kommende Leitung 95 ist an der Abzweigstelle der Leitung 98 mit einer Leitung 99 verbunden.

Wirkungsweise der Vorrichtung 50

Das mit einem Druck von etwa 2,1 kp/cm zugeführte Gas dient zur Erzeugung von zwei Signalen, die in Fig. 2 an der Leitung 102 mit PC1 und an der Leitung 99 mit PC2 bezeichnet sind und in ihrem relativen Wert als Funktion der Zeit innerhalb eines gegebenen Atmungsvorganges sowie auch zur kontinuierlichen Wiederholung des Atmungsvorganges veränderlich sind. Jeder Atmungsvorgang besteht aus zwei Phasen, nämlich einer An-Phase, die der Einatmungsphase des Gerätes entspricht, und einer AusPhase, die der Ausatmungsphase des Gerätes entspricht, vgl. Fig. 3-

Während der.An-Phase weist das Signal PC1, wie aus der obersten Darstellung in Fig. 3 ersichtlich ist, einen konstanten

Druck von z. B. 2,1 kp/cm auf, während der Druck des Signales P02 gemäss der Darstellung unter PC1 in Fig. 3 von einem einge-

stellten Hinimaldruck, der zwischen 0,07 und 0,42 kp/cm Ii e-

P gen kann, auf einen Maximaldruck wächst, der zwischen 1,2 und

ο
1,54· cm liegen kann. Diese eingestellten Drücke können durch entsprechende Änderung der Einstellung jeweils innerhalb eines bestimmten Bereiches geändert werden. Wenn sie aber auf einen bestimmten Wert eingestellt sind, so bleiben sie während des Betriebes konstant, bis sie neu eingestellt werden.

Bei der Aus-Phase wird das Signal PC1 durch die Öffnung 86 in die Atmosphäre entlüftet und besitzt daher Atmosphärendruck, während das Signal PC2 von dem eingestellten Maximalwert auf seinen eingestellten Minimalwert abnimmt. Der Unterschied zwischen dem Minimalwert und dem Maximalwert des Signales PC2 ist konstant, die Grossen der Werte ändern sich je-

doch innerhalb einer Bandbreite von 0,35 kp/cm . Diese

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Änderung bestimmt das Verhältnis zwisclien der An-Zeit "und der Aus-Zeit eines A tmungs vor ganges. Bei den angegebenen Grenzbedingungen wechselt dieses Verhältnis von 1 : 3 his etwa 1 : 1,5-

Die beiden Signale P01 und PC2 werden, wie noch erläutert wird, dem Atmungsstromregler 140 zugeführt, um einen Strom von Atmungsgas zu erzeugen, der proportional zu dem Unterschied PC1-PC2 ist. Bei der An-Phase strömt Gas, wobei der Gasstrom zu Beginn der An-Phase am grössten ist und mit dem Anwachsen von PC2 kleiner wird, bis sein Minimalwert am Ende der AnPhase erreicht wird. Der Gasstrom wird dann während der AusPhase abgestellt, weil P01 Null wird und der Unterschied (PC1-PC2) negativ ist.

Die beiden Wirkflächen der Membranen 52 und 53 können mit A1 und A2 und die durch die Federn 63 und 69 erzeugten Kräfte mit F1 und JP2 bezeichnet werden. Die Membrangruppe und ihr gemeinsames Membranglied 58 nehmen zwei verschiedene Stellungen ein. In der einen Stellung (Offenstellung) befindet sich der Verschluss!tz 60 in einigem Abstand von der Mündung des mittleren Durchlasskanales 57» der mit der das druckgeregelte Gas zuführenden Leitung 4-9 verbunden ist, und in der anderen Stellung (Verschlusstellung) liegt der Verschlussitz 60 an der Mündung des Durchlasskanales 57 an und sperrt so den Austritt von Gas aus diesem Kanal ab.

In der Offenstellung ist derDruck des durch den Kanal 57 durchströmenden Gases PC1, der auf die kleinere Wirkflache der Membran 52 einwirkt und zugleich über die Leitungen 76» 87» sowie die Kammer 75 und die Leitungen 87» 88, die Kammer 91 und die Leitung 93 zur Leitung 101 weitergeleitet wird. Die Ventilöffnung 85 ist dabei geschlossen. Von der Leitung 101 wird ein Gasstrom mit dem Signal bzw. Druck PC1 über das Nadelventil 100 abgezweigt und baut in der Leitung 98 den _Druck PC2 auf, der auf die grössere Virkflache der ^uembran 53 einwirkt.

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In der Versclilusstellung der Membrangruppe 52» 53 gleicht sich, der Druck PCM in der Membrankammer 61 über die Leitungen 76, 78 und 79 und die Drosselöffnung 80 mit dem Atmosphärendruck aus. Die Ventilöffnung 85 ist ebenfalls offen, so dass die Leitung 101 unverzüglich entlüftet wird. Der Druck PC2 nimmt allmählich ab, wenn er in der umgekehrten Richtung über das Nadelventil 100 zu der Leitung 101 zurückgeleitet wird und dann zur Ventilöffnung 85 und über die Entlüftungsöffnung 86 in die Atmosphäre gelangt.

Die beiden Bedingungen, bei denen die Membrangruppe 52, 53 mit dem Membranglied 58 von der einen auf die andere Stellung umschaltet, werden durch zwei Kräftegleichgewichte bestimmt:

(1) Die Membrangruppe öffnet den Durch- bzw. Einlasskanal 57, wenn J¹I - (PC2 min. χ A2) +

(2) Die Membrangruppe schliesst den Durchlasskanal 57, wenn ΪΊ + (PC1 χ A1) - (PC2 max. χ Α2) + 12

Die beiden Gleichgewichtsbedingungen sind unstabil. Bei Bedingung (1) wird, sobald der Durch- bzw. Einlasskanal ^>7 öffnet, eine Kraft* (PC1 χ A1 zu J1 zugefügt, um den Verschlusssitz 60 von der Mündung des Einlasskanales ^7 im Abstand zu halten. Diese Bedingung herrscht, bis die Bedingung (2) erreicht ist. Wenn dies der Fall ist, so schliesst der Einlasskanal 5>7 und PC1 wird in die Atmosphäre entlüftet, so dass die der Kraft (PC2 χ A2) + Ϊ2 entgegenwirkende Kraft plötzlich um den Anteil (PC1 χ A1) verringert wird. Hierdurch wird die Membrangruppe 52, 53 mit ihrem Verschlug sitz 60 in Anlage an der Mündung des Einlasskanales ^7 gehalten, bis die nächste Bedingung (1) erreicht ist. Auf diese Weise wechseln die Vorgänge in dem Atmungsgerät ständig zwischen den beiden Bedingungen.

Wenn die beiden Gleich-ungen (1) und (2) kombiniert werden, so ergibt sich

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(3) PC1 χ A1 « A PC2 χ A2, oder

APC2 - PC1 χ 44

Der Minimalwert von PC2 ist bestimmt durch. F1 - F2. Hierbei ist FI eine feste Kraft, während F2 einstellbar ist. Der Maximalwert von PG2 ist ^C 2 min. + APG2/.

Die Dauer der An-Phase ist die Zeit, die PC2 braucht, um vom Minimum zum Maximum zu kommen, und die Dauer der Aus-Phase ist die Zeit, die PC2 braucht, vom Maximum zum Minimum zu kommen. Obwohl die Grosse derlnderung von PC2 in beiden Phasen gleiehgross ist, sind die entsprechenden Zeiten infolge der grundlegenden Charakteristik eines pneumatischen Zeit-Kreislaufes ungleich. Dies ist aus der Kurve nach Big. 4 ersichtlich, die die Zeit zeigt, die erforderlich ist, um einen Stufenwechsel im Druck über ein Nadelventil in eine Kapazität bzw. Leistung zu verwandeln. Die Zeit, um 63,2 % der gesamten Stufe zu erreichen, wird die Zeitkonstante des Kreislaufes genannt. Da hierbei ein Widerstand R und eine Kapazität C eine Solle spielen, ist es bekannt, einen solchen Kreislauf als Kreislauf erster Ordnung oder BC-Netzkreislauf zu bezeichnen. Die Zeitkonstante ist dabei eine Zeitkonstante erster Ordnung. In Fig. 4 ist die Kurve in Prozenten der Ausbeute in der Zeit, ausgedrückt als Zeitkonstante, aufgestellt.

Z. B. kann angenommen werden, dass Λ PC2 gleich 1,12 kp/cm ist und dass PC2 in einem Falle von 0,07 auf 1,19 kp/cm² und in einem zweiten Fall von 0,42 auf 1,54 kp/cm wächst.

tßZL Fall ist der Gesamtzuwachs 2,1 kp/cm , weil PC1

plötzlich von Null auf 2,1 kp/cm wächst. D*r Druck PC2 geht

von O₁Og, , 3,5 % des Gesamtzuwachses auf ^p. = 56,5 % des Gesamtzuwachses. In der Aus-Phase beträgt die Gesamtänderung 1,19 kp/cm², da PC1 plötzlich Null wird. Der Druck PC2 geht

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O Ί 1 P

dabei von ■ = 0 % der Gesamtänderung auf » 94· % der Gesamtänderung. In Zeit ausgedrückt, ist die An-Phase gleich /0,82 - 0,05/ · 0,77 Zeitkonstante, während die Aus-Phase 2,85 Zeitkonstante beträgt. Das Verhältnis der An-Phase zur Aus-Phase ist daher 0,?7 zu 2,85 oder 1 zu 3,7.

Im zweiten Fall ist der Gesamtzuwachs wiederum 2,1 kp/cm und der Druck PC2 geht von 0,42 : 2,1 = 20 % des Gesamtzuwachses auf ^fe 73j5 % des Gesamtzuwachses. In der Aus-Phase beträgt die Gesamtänderung 1,54- kp/Gm . Der Druck PC2 geht von » O % der Gesamtänderung auf « 73 % der Gesamtänderung. In Zeit ausgedrückt ist die An-Phase ^3,3O - 0,25? * 1»05 Zeitkonstante, während die Aus-Phase 1,30 Zeitkonstante entspricht. Das Verhältnis der Zeit der An-Phaee zur Zeit der Aus-Phase ist daher etwa 1 zu 1,2.

Gemäss Fig. 2 ist mit dem Nadelventil 100 ein Einatmungszeit-Khopf 103 verbunden, mittels dessen die Zeitdauer der An-Phase eingestellt werden kann. Dies wird noch im Zusammenhang mit der Erläuterung der Zeit-Mengen-Ventilgruppe 110 näher beschrieben. Das Nadelventil 100 ist, obwohl es in einer besonderen Zeit-Mengen-Ventilgruppe 110 angeordnet ist, funktionell der Vorrichtung zur Erzeugung des Atmungsvorganges 50 zugeordnet. Das Einstellglied 73 dient zum Drehen des mechanischen Einstellgetriebes 72, 71 und zur Änderung der Grosse der Kraft F2 durch Änderung der Kompression der Feder 69*

Innerhalb des praktischen Verhältnisbereiches von 1 : 1,5 his 1 : 3 bleibt die tatsächliche Einatmung sz ei t innerhalb 10 % einer bestimmten Einstellung (durch den Einatmungszeit-Knopf 103), wenn das Verhältnis in diesem Bereich (durch Betätigung des Einstellgliedes 73) geändert wird. Dies ergibt sieh aus dem Schaubild der Fig. 5.

Die zusätzlichen Verbindungen in der Vorrichtung zur Erzeugung des Atmungsvorganges 50 haben den Zweck, ein rasches Umstellen von der An-Phase auf die Aus-Phase zu unterstützen und so

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die Genauigkeit des zeitlichen Ablaufes zu erhöhen. Diese Genauigkeit ist besonders wichtig.bei schneller Aufeinanderfolge der Atmungsvorgänge, z. B. bei über fünfzig Atmungsvorgängen in der Minute. Der Druck PC1 wird dem Zeit-Nadelventil 100 über das Ventil 90 zugeführt. Die Membrangruppe 54, 55 niit eiern Membranglied 83 arbeitet mit dem Ventil 85, 84 zusammen, um den Druck PC1 stromauf des Nadelventiles 100 zu Beginn der AusPhase ins Freie abzuleiten. Dies findet in/folgender Reihenfolge statt: Während der An-Phase hält P01, der grosser als PC2 ist, den Verschlussitz 84 auf der Öffnung 85. Am Ende der An-Phase wird der Druck PC1 stromauf vom Ventil 90 über die Drosselöffnung 80 ins Freie abgelassen. Während dieser sehr kurzen Zeit hält das Ventil 90 den Druck PC1 stromauf des Zeit-Nadelventiles 100 aufrecht, wodurch PC 2 auf dem Maximalwert gehalten wird. Wenn dann der Druck PC1 stromauf des Ventiles 90 niedriger ist, als der Druck PC2, bewegt die Membrangruppe 54, 551 83 den Verschlussitz 84 von der Ventilöffnung 85 weg. Der Druck Pol stromab des Ventiles 90 wird dann schnell über die Kammer 82 und die Entlüftungsöffnung 86 ins Freie abgeleitet. Die Aus-Phase läuft ab, wenn PC2 durch Bückströmen über das Zeit-Nadelventil 100 ins Freie über die Öffnungen 85 und 86 abnimmt.

Die Vorrichtung zur Erzeugung der Atmungsvorgänge 50 kann aus mehreren Teilen zusammengesetzt sein. Die Membranen 52, 53* und 55 können aus einem mit Elastomer überzogenen elastischen Gewebe bestehen, das beim Betrieb gespannt wird und unter der Bezeichnung "Fairprene" erhältlich ist. Die beiden Membrangruppen mit ihren Membrangliedern sind dabei die einzigen beweglichen Teile. Ihre Bewegung ist im wesentlichen reibungsfrei und ihr Bewegungsweg ist klein und beträgt etwa 0,04 bis 0,08 cm. Die einstellbare Druckfeder 69 wird durch Drehung des Schraubzapfens 70 mittels der Zahnräder 71, 72 eingestellt, wobei die Wirkung des Einstellgliedes 73 vergrössert und eine genaue und stabile Einstellung in einem an einer Skala ablesbaren Drehbereich von 270 ermöglicht ist, um einen gewählten Verhältnisbereich von z. B. 1 : 1,5 bis 1 : 3 einstellen zu können! 309827/0268

Zeit-Menp;en-Ventilp;ruppe 110 (Fig. 1B)

Diese Ventilgruppe enthält, wie bereits bemerkt, das funktionell der Vorrichtung 50 zur Einstellung der Einatmungszeit zugeordnete Nadelventil 100 bzw. den hierdurch gebildeten Zeitregler sowie eine Mengen- bzw. Volumenregel vorrichtung in Form eines Ventiles 120, das mit dem Atmungsstromregler zur Einstellung der Menge verbunden ist. Ausserdem ist ein mechanischer Antrieb zur Betätigung der beiden Ventile 100 und 120 angeordnet. Die Ventilgruppe 110 bildet ein einheitliches Ausgleichsnetz, über das das Mengenventil 120 zwei Impulse erhält, von denen der eine von einem Mengen-Einstellknopf 121 und der andere von dem Einatmungszeit-Ehopf 105 ausgeht. Der Zweck besteht darin, das jeweilige öffnen des Mengenventiles 120 bei jeder Änderung der Einatmungszeit zu verbessern, so dass die gelieferte Menge an Atmungsgas immer der durch den Mengen-Einstellknopf angezeigten Menge entspricht.

Die Zeit-Mengen-Ventilgruppe 110 weist ein Gehäuse 111 auf. Für das Zeit-Nadelventil 100 ist ein mit der Leitung 101 über ein Bückschlagventil 109 verbundener Einlasskanal 104 angeordnet, der in eine Kammer 105 führt. DaB in die Kammer 105 mit dem Druck PC1 eintretende Gas gelangt in die Leitung 98 mit dem Druck PG2, nachdem es unter Regelung durch einen neuartig ausgebildeten Ventilschaft 107, der eine logarithmische Gestaltung aufweist und durch eine leder 108 belastet ist, durch eine Ventilöffnung 106 hindurchgegangen ist.

Die Einstellung der Grosse der Ventilöffnung 106 durch den Ventilschaft 107 ist durch eine Stellschraube 112 ermöglicht, die einen Zwisehenschaft 11$ vor-und zurückbewegt, der an einer Verlängerung des VentilschafteB 107 angreift. Die Stell- _: schraube 112 ist mit einer Feder 115 zur Sicherung ihres Sitzes versehen und durch Drehung eines Schaftes 116 drehbar, auf dem ein Zahnrad 118 fest angebracht ist. Der Einatmungszeit-Knopf 103 ist auf einer Welle 118 befestigt, auf der ein Zahnrad 119 sitzt, das mit dem Zahnrad 117 in Zahneingriff steht.

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Das Mengenventil 120 ist in ähnlicher Weise ausgebildet und mit einem Einlasskanal 122 versehen, der mit der Gashauptzuführungsleitung 21 verbunden ist und in eine Kaimaer 123 mündet, die einen Ventilsitz 124 enthält. Auf der anderen Seite des Ventilsitzes 124 ist eine Kammer 125 mit einem Auslasskanal verbunden, der zu einer Leitung 127 führt. Das Mengenventil weist ferner einen mit kogarithmisch gestalteter Auesenfläoiie versehenen Ventilsverschlusskörper 130 auf, der durcli eiae Feder 128 belastet und mit einem Schaft 129 versehen ist. Der Ventilverschlusskörper 130 ist mittels eines in Stossberühraag mit ihm stehenden Schaftes 131 verschiebbar, der durch ein.® Stellschraube 132 zu betätigen ist. Die Stellschraube 1J2 ist durch eine Feder 133 belastet und weisteinen Zapfen 13* auf, auf dem ein zum Drehen des Sohraubzapfens mit der Sulmaubo dienendes Zahnrad 135 sitzt, das mit dem Saimrad 119 kämmt. Mittels der Zahnräder 119 und 135 ist die Stellung dss Ventilverschlusskörpers 130 durch Betätigung des Einatmungszsit= Knopfes 103 regelbar. Auf die Stellschraube 1J2 ist jedoeli noch ein anderes Zahnrad I36 aufgeschraubt, das mit ein©m Zahnrad I37 auf einer Welle 138 im Zateingriff iat, das dan Mengen-Einstellknopf 121 trägt.

Auf diese Weise bildet das Zeit-Nadelventil 100 ein Präzisiongventil, dessen Schaft 107 so gestaltet ist, dass er eine logarithmische Eichung des Knopfes IO3 darstellt. Biege Charakteristik ist von wesentlicher Bedeutung für die genaue Einstellung der Zeit, weil sie eine gleiche Prozenteichung ermöglicht. Eine bestimmte Drehbewegung des Einatmungs-Zeltknopfss 103 zeigt hierbei denselüö^ Prozentsatz der angezeigten Zeit an jeder Stelle der Skala an« Z. B. entsprechen 10 % eines vollen Skalenzuwachsea bei einer Ablösung von 0,5 Sekunden Ü,Ü*> ßeicunden und bei einer Ablesung von 2 Sekunden 0,2 Sekunden. Auf einer linearen Skala bedeuten 10 % Zuwachs einer vollen Skala von 0,4 zu 4 Sekunden 0,36 Sekunden an ^J ©der Stell3 der Skala oder 20 % von 2 Sekunden und' 80 % von O₉5 Sekunden.: Me logarithmieche Charakteristik findet la len ±&egle&©lig~ r-ötas eine gute Anwendung» £$£■ Ssiiikast^i®^ 119_s i1?_s öey cms

Verstellung des Ventil schaftes 107 dient, verstärkt vorzugsweise die Wirkung des Einatmungszeit-Kaopfes 1OJ und ermöglicht eine genaue Einstellung über eine volle Skalendrehung von 27O⁰ im Bereich von 0,4 bis 4 Sekunden.

Die logarithmische Gestaltung des VentilverEchlusskörpers des Mengenventiles 120 hat ähnliche Vorteile und ermöglicht, dass eine gleich© Prozenteichung in der gleichen Weise eine Mengeneinstellung ergibt. So bedeuten z. B. bei einer vollen Skala von 200 bis 2000 cc 10 % des vollen Skalensuwachses bzw. der Skalenteilung 50 cc bei 500 ecm, 100 cc bei 1000 cc auf einer logarithm!sehen Skala oder 1SO cc bei 5OO cc 12nd 180 cc bei 1000 cc auf einer linearen Skala. Das Mengenventil 120 wird entweder mittels der Zahnräder 119. 155 oder mittels der Zahnräder 137, 136 verstellt. Beide Zahnradsätze verstärken vorzugsweise die Wirkung des Knopfes 105 oder 121 und ermöglichen eine genaue Einstellung über eine volle Skalendrehung im Bereich von etwa 200 bia 2000 cc.

Es ist wünschenswert, dass der Einlasskanal 104 dem einströmenden Gas während der Einatmungsphase keinerlei Widerstand bietet. Demgegenüber ist es aber vorteilhaft, wenn für den Bückstrom zusätzlich zu dem durch den. Schaft 107 gebildeten Widerstand ein Widerstand vorhanden ist und wenn dieser susätzliche Widerstand nur bei kurzer Ausatmungszeit und entsprechend starkem Rückstrom wirksam ist. Dies wird örarcli Anordnung eines Bticksehlagventiles 109 in dem Einlasskanal und ein· parallel zu dem Rückschlagventil zwischen dem Einlasskanal 104 und der leitung 103 angeordnete Drosselstelle 1J9 erreicht. Bei der Einatmungßph&se öffnet das SücKsohlagventil 109 plötmlichj, und der Pruck PC1 wird direkt lern Einlasskanal 104 von der Leitung 101 zugeführt«

Bei der Ausatmungsphase ist das Kicksahlagwatil 109 geschlossen, und die Ableitung des Brackes PO 2 wird zum leil durch di# Drcsselßtell« 139 beherrscht* Ii^ BrcsiKi!stelle ist no "b#»#ss<m, uess sie hut kuw*:n Eina-taiung£.56itf'⁷-i kleiner ist

als die άβη Ventilschaft 107 umgebende Ventilöffnung, dass sie aber bei langen Einatmungszeiten grosser als diese Ventilöffnung ist, so dass die Drosselstelle die Ausatmungsphase nur bei solchen Ausatmungsphasen verlängert, die auf relativ kurze Einatmungszeiten von z. B. 0,5 bis 1 Sekunden folgen. Hierdurch wird das Verhältnis der Einatmungszeit zur Ausatmungszeit sowohl in diesem Zeitbereich als auch im ganzen Zeitbereich gleichmässiger gehalten, wie in EIg. 5 gezeigt ist.

AusKleichsnetz der Zeit-Mensen-VentilRruppe 110

Ein wesentliches Merkmal der Zeit-Mengen-Venta-i!gruppe 110 besteht in ihrem Ausgleichsnetz.. Das Mengenventil 120 ermöglicht einen Gasstrom, und das Einstellen eines solchen Stromes kann in Mengeneinheiten für eine bestimmte Zeit, in der Gasstrom fixesst, um die Menge zu erreichen, ausgedrückt werden. Z. B. kann das Ventil so bemessen werden, dass für eine Zeit von 1,5 Sekunden eine Menge von 1000 cc erreicht wird. Wenn die Zeit allein geändert und z. B. auf 0,75 Sekunden verringert wird, so beträgt dann die gelieferte Gasmenge 500 cc, weil der Gasstrom nur die halbe Zeit fliesst. Damit bei .Änderung der Einstellung des Zeit-Nadelventiles 100 eine genaue Öffnung des Mengenventiles 120 ermöglicht wird, die gewährleistet, dass der Gasstrom in dem gleichen Verhältnis geändert wird wie die Zeit verringert wird, ist das Ausgleichsnetz vorgesehen.

Die grundlegende Beziehung zwischen den drei Parametern lautet:

Volumen bzw. Menge » Gasstrom χ Zeit oder logarithmisch ausgedrückt:

log.V » log.f + log.t.

Um log. V bei Änderung von log.t konstant zu halten, muss daher die Änderung von log.f gleich und entgegengesetzt zur Änderung von log.t sein.

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Da sowohl das Zeit-Nadelventil 100, als auch das Mengenventil 120 eine logarithmische Anzeigeskala haben, sind die jeweiligen Anzeigen proportional zu log. t und log. V. Pig. 1B zeigt, dass das Mengenventil 120 auf zweierlei Weise zu betätigen ist. Durch Drehen des Mengenknopfes 121 wird das Zahnrad 137 gedreht, wodurch wiederum das Zahnrad 136 gedreht wird, in das die Stellschraube 132 des Mengenventiles eingeschraubt ist. Da der Schaft 131 undrehbar angeordnet ist, wird durch Drehung des Zahnrades 136 der Schaft I3I längsbewegt. Andererseits kann das Zahnrad I36 für eine bestimmte Stellung des Mengenventiles feststehend sein und die Längsbewegung des Schaftes durch Drehung des Gewinde schaftes 134- ia- dem Zahnrad hervorgerufen werden, wodurch ebenfalls die öffnung des Ventiles zwischen dem Verschlusskörper I30 und dem Ventilsitz 124- geändert wird. Diese zweite Betätigungsart ist mit dem mechanischen Antrieb der Zeitventiles 100^koppelt.

Wenn z. B. bei einer Einstellung des Mengenventiles auf 1000 cc und des Zeitventiles auf 1,5 Sekunden die Zeiteinstellung auf 0,75 Sekunden geändert wird, so wird der. Schaft 134- des Mengenventiles 120 gleichzeitig in der feststehenden Schraube gedreht und hierdurch längsbewegt, um das Ventil für einen grösseren Durchfluss zu öffnen. Die Grosse der Durchflussänderung ist gleich der Grosse der Zeitänderung auf logarithmischer Basis. Da die Zeit auf die Hälfte der ursprünglichen Dauer verringert wird, wird der Durchfluss auf das Doppelte der ursprünglichen Menge erhöht und erreicht, dass das durch den Mengenknopf 121 angezeigte Volumen bzw. die eingestellte Gasmenge beibehalten wird. Eine Drehung des Einatmungszeit-Knopfes 103 bewirkt daher eine Änderung der Zeit, hat aber keinen Einfluss auf die Gesamtmenge.

Diese Ausgleichswirkung wird im gesamten Bereich der praktischen Anwendung des Atmungsgerätes erreicht. Die Bereichsgrenzen liegen bei einer durchschnittlichen Durchflussmenge von 12 bis 90 Liter Je Minute. Fig. 7 zeigt Beispiele innerhalb dieser Bereichsgrenzen.

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Bei 12 Liter ge Minute ergibt sich für V « 200, t au 1 Sekunde oder bei V « 600, t zu 3 Sekunden; bei 90 Liter je Minute ergibt sich für V * 750, t zu 0,5 Sekunden, oder bei V « I5OO t zu 1 Sekunde.

Der AtmungsstromreRler 140 (Fig. 1B und 6)

Der Atmungsstromregler stellt einen wesentlichen Bestandteil des Atmungsgerätes nach der Erfindung dar. Er weist gemäss Fig. 6 ein Gehäuse 14-1 mit drei Membranen 142, 143 und 144 auf. Die Membranen 142 und 144 haben gleichgrosse Wirkflächen A3» während die mittlere Membran 143 eine kleinere Wirkfläche A4 hat. Die drei Membranen sind durch ein gemeinsames Mesabranglied 145 miteinander verbunden. Auf der Aussenseite der Membran 142 ist eine Kammer 146, zwischen den Membranen 142 und 143 eine Kammer 147, zwischen den Membranen 143 und 144 eine Kammer 148 und auf der Aussenseite der Membran 144 eine Kammer 149 gebildet. Das Membranglied 145 ist durch eine leder

150 belastet, die sich gegen ein einstellbares Eedersitzglied

151 abstützt. Das ledersitzglied I51 ist am inneren Ende eines Gewindezapfens 152 angeordnet, der durch das Gehäuse nach aussen ragt und nach seiner Einstellung vorzugsweise durch eine Gegenmutter 162 an einer Drehbewegung gehindert ist. Auf das äussere Ende des Gewindezapfens ist eine Blindmutter 153 aufgeschraubt, die auf einem Dichtungsring 163 aufsitzt. Zur Änderung der Einstellung des Gewindezapfens bzw. des Federsitzgliedes I5I wird zunächst die Blindmutter abgesehraubt und dann die Gegenmutter weggenommen. Am anderen Ende ist das Membranglied 145 mit einem Verschluss!tz 154 versehen, der sum Aufsitzen auf einer Ventilöffnung 155 gebracht oder von dieser weg bewegt werden kann. Die Ventilöffnung bildet einen !Teil der Auslassleitung 160.

Jede der Kammern 146, 147, 148 und 149 ist mit einem Einlass vershen. Die Kammer 146 weist einen Einlass 156 auf, der mit dem Auslass des Mengenventiles 120 durch die Leitung 127 verbunden ist. Die Kammer 147 besitzt einen Einlass 157, der über

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die Leitung 99 mit dem Druckbereioh PC2 in Verbindung ist. Die Kammer 148 ist mit einem Einlass 158 versehen, der mit dem Bereich des Druckes PC1 über die Leitung 161 verbunden ist, die ihrerseits über das Hauptventil 35 ^mit der Leitung 102 in Verbindung steht. Schliesslich weist die Kammer 149 einen Einlass 159 auf, der mit der Gashauptzuführungsleitung 21 verbunden ist. Der Druck des durch die Leitung zugeführten Druckgases kann mit P1 und der Druck des Gases in der Leitung 12?> der dem Druck P1 nach dem Durchgang durch das Mengenventil 120 entspricht, mit P2 bezeichnet werden.

Der Atmungsstromregier erhält zwei Betätigungssignale, nämlich die Signale PC1 und PC2 von der zur Erzeugung des Atmungsvorganges dienenden Vorrichtung 50 und von dem Zeitventil 100 und liefert über das Ventil 154* 155 in die Auslassleitung einen Atmungsgasstrom, der proportional zu dem Unterschied der beiden Signale, d. h. proportional zu dem Druckunterschied zwischen PC1 und PC2, also proportioanl zu (PC1-PC2) ist. Der Gasstrom ist ausserdem proportional zu der Öffnungsgrösse des Mengenventiles 120.

Das Prinzip besteht darin, über das Mengenventil 120 einen Druckunterschied zu erzeugen, der proportional zu dem Unterschied zwischen den beiden Betatigungssignalen ist. Wie bereits erwähnt, ist der Unterschied (PC1 - PG2) während der Einatmungsphase positiv und erzeugt einen Stromfluss _s der proportional zu seiner Grosse ist. Der Stromfluss ist am stärksten zu Beginn der Phase und nimmt allmählich bis zum Ende der Phase ab. Der Verlauf dieser Abnahme ist im wesentlichen für jede Zeitdauer der Phase, die im Bereich der einstellbaren Einatmungszeit von vorzugsweise 0,4 bis 4 Sekunden liegt, gleich. Da der Stromfluss von dem Druckunterschied abhängig ist, der proportional zu (P01 - PG2) und der Öffnungsgrösse des Mengenventil es 120 ist, kann durch die Öffnung dieses Ventiles ein bestimmter Stromfluss eingestellt werden. Dieser Stromfluss ergibt für die Dauer der Einatmungszeit die durch das Atmungsgerät gelieferte Menge an Atmungsgas in der Ein-

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atmungsphase. In diesem Zusammenhang ist zu betonen, dass das Ventil 120 den Stromfluss einstellt bzw. bestimmt. Die Ventileinstellung kann als Mengeneinstellung für nur eine Grosse der Einatmungszeit angezeigt werden. Wie jedoch im Zusammenhang mit der Zeit-Mengen-Ventilgruppe 110 erwähnt ist, kann der Stromflussknopf 121 als Mengenknopf unabhängig von der Einatmungszeit verwendet werden»

Während der Ausatmungszeit wird der Druckunterschied (PG1-PG2) negativ, wobei er den Atmungsstromregier 140 abschaltet. i"ig. 6 zeigt, wie der Stromregler 140 den Druckunterschied erzeugt. Die Membrangruppe 14-2, 14-3, 14-4- ist mit den jeweiligen Wirkflächen den Kräften von vier Drücken ausgesetzt:

(1) dem Zuführungsdruck P1 stromauf des Ventiles mit der Wirkfläche A3,

(2) dem Druck P2 stromab des Ventiles mit der Wirkfläche A3»

(3) dem Steuerdruck PC1 mit der Wirkfläehe /£3 - A47> (4·) dem Steuerdruck PC2 mit der Wirkfläche /A3 - A47-

Die kombinierten Kräfte stellen die Membrangruppe mit ihrem Membranglied 14-5 so ein, dass ein Stromfluss erzeugt wird, der folgende Gleichgewichtsbedingungen erfüllt:

(P1 χ A3) - (P2 χ A3) « PC1 χ /A3 - AV - PG2 χ /A3 - A4? . Daher ist /P1 - P2? χ A$ « /PC1 - PC2/ χ /A3 - A47-/Pl - P27 ist ein Druckunterschied Δ P an dem Ventil, so dass

Δ P - /pci - PG27 χ -

Der Druckunterschied Λ P ist daher proportional zu /PC1 Er ist positiv während der Einatmungsphase und Null während der Ausatmungsphase, wenn /PC1 - PG2/ negativ wird, so dass der ; Atmungsstromregler 140 abgeschaltet wird.

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Die Ventil Öffnung 155 des Atmungsstromreglers 140 ist einstellbar und wird zum Ausgleich der Wirkflächen cfer Membrangruppe benutzt, wobei die Feder I50 dazu dient, das Gleichgewicht für eine Einstellung*ohne Stromfluss herzustellen, so dass, wenn /I³CI - PC 27 » O, kein Stromfluss stattfindet.

Vorrichtung zum Wechsel des Atmungstaktes (S¹Ig. 1B)

Zum Wechsel des Atmungstaktes bzw. zur Änderung *r gleichmassigen Atmungsweise und zum Übergehen von Funktionen ist gemäss der Erfindung eine gemeinsame Vorrichtung 170 mit einem fc Gehäuse 17I und einer für beide Vorgänge gemeinsamen Verbindung

mit der Vorrichtung zur Erzeugung des Atmungs Vorganges 50 vorgesehen.

Der Wechsel des Atmungstakfes ist durch Verbindung der zusätzlichen Kapazität einer Kammer 172 mit der PC2-Seite der Vorrichtung 50 über eine mit der Leitung 98 und einem Einlass 174-des Gehäuses 171 verbundene Leitung 173 erreicht. Wenn ein Wechsel des Atmungstaktes erwünscht ist, so wird die Kammer 172 zur Vergrösserung der Einatmungszeit um einen festen Anteil verwendet, der z. B. 50 % der normalen Zeit betragen kann (vgl. Fig· 3)· -Die zusätzliche Kapazität der Kammer 172 ist in den Atemstromkreis durch Drücken eines Handknopfes 175 ein- * schaltbar, der ein zwischen der Kammer 172 und dem Einlass 174-

angeordnetes Rückschlagventil 176 öffnet. Beim Freigeben des Druckknopfes 175 wird das Ventil 176 durch eine Feder 177 geschlossen und der Druckknopf durch eine Feder 178 wieder nach aussen gedruckt. Hierdurch wird die Kammer 172 mit ihrer zusätzlichen Kapazität wieder von dem Atemstromkreis der Vorrichtung 50 abgeschaltet. Während der Ausatmungsphase wird der Druck in der Kammer unabhängig davon, ob der Druckknopf gedrückt wird oder nicht, über das Rückschlagventil 176 abgeleitet, bis er gleich dem Minimalwert von PC2 ist. So darm verhindert das Rückschlagventil 176 jeglichen Druckanstieg in der zusätzlichen Kapazität,bis der Druckknopf 175 wieder gedruckt wird.

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Venn der han&betätigte Wechsel des Atmungstaktes angewendet wird, so wird durch die Vergrösserung der Einatmungszeit um etwa 50 % eine Erhözung der Strömungszeit und damit eine Vergrösserung der Menge des Atemgases herbeigeführt. Vie bereits erwähnt, bleibt dabei das Verhältnis der Einatmungszeit zur Ausatmungszeit, das mit ti : te bezeichnet werden kann, unverändert, so dass die Ausatmungszeit etwa ebenfalls um etwa 50 % verlängert wird. Dies ist in den beiden unteren Darstellungen der Pig. 3 gezeigt.

Zum Übergehen bzw. Unterbrechen von Atmungsvorgängen ist in der Vorrichtung I70 ein pneumatischer Schalter 180 angeordnet, der über eine Leitung 181 durch ein Signal betätigt wird, das von dem Luftweg-Druckfühler 200 kommt. Wenn in den Luftwegen eines Patienten durch den Luftweg-Druckfühler 200 Unterdruck festgestellt wird, so erzeugt dieser ein Signal, das stark genug ist, um eine Membran 182 sowie ein an dieser befestigtes Membranglied 183 des Übergehungsschalters und einen Verschlusssitz 184 des Membrangliedes von einer öffnung 185 wegzubewegen. Der Druck P02 aus der Leitung 98 wird dann über die Öffnung und einen Kanal 186 in die Atmosphäre abgeleitet, so dass eine neue Einatmungsphase eingeleitet wird, soball der Druck PC2 seinen Minimalwert erreicht. Das Membranglied ist im Schliessungssinne durch eine Feder 187 belastet, und das Signal aus der Leitung 181 wird über einen Kanal 188 in eine Kammer 189 zwischen der Membran 182 und einer zweiten Membran 190 eingeleitet, die an demselben Membranglied I83 wie die Membran 182 befestigt ist.

Der Druck PC1 wird aus der Leitung 101 über eine Zweigleitung 1,91 und eine öffnung 192 in eine Kammer 193 geleitet, die durch die Membran 190 geschlossen ist. Der Druck PC1 wird daher dem einen Ende der Meiabrangruppe 182, I83, I90 und der Druck P02 dem anderen Ende derselben Membrangruppe zugeführt, während das Signal von dem Schalter 181 zwischen den Membranen 182 und 190 auftritt.

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Während der Ausatmungsphase ist der Druck PC1 Null und stört daher -nicht die Einleitung einer neuen Einatmungsphase durch den Übergehungsschalter 180. Bei Beginn der neuen Einatmungsphase wird der Druck PCM dagegen sofort mit seinem grössten Wert der Kammer 193 zugeführt, und die Membrangruppe 182, 183, 190 bewegt den Verschluss!tz 184 gegen die Öffnung 185 und unterbindet das Entweichen des Druckes PC2 in die Atmosphäre. Hierdurch wird gewährleistet, dass die eingestellte Einatmungszeit beibehalten wird, wenn der Druck PC2 beginnt, vom kleinsten Wert aus grosser zu werden, bei dem er die zur Erzeugung des Atmungsvorganges dienende Vorrichtung 50 auf die fc Einatmungsphase schaltet und von dem er allmählich auf seinen

normalen Wert ansteigt.

Wenn Atmungsgas in die Luftwege des Patienten gelangt, wird der Druck positiv, und das vom DruokfühLser 200 kommende Signal einkt auf einen niedrigeren Druck ab, der etwa dem Atmosphärendruck entspricht. Der Übergehungsschalter schliesst hierbei die öffnung 185· Bei der nächsten Einatmungsphase hält, wenn der Druck PC1 auf Hull zurückgeht, der VÄrsehlussitz 184 die öffnung 185 geschlossen, weil das Signal <fes Druckfühlers 200 einen sehr geringen Druck hat. Die Membrangruppe 182, I83» 190 und ihre Belastungsfeder 187 sind so bemessen, dass der Versohlussitz 184 von der öffnung 185 abgehoben wird, wenn das Signal des Druckfühlers 200 über die Leitung 181 grosser als etwa 1,05 kp/cm ist. Hierfür kann aber auch ein anderer Drucl· gewählt werden.

Der Luftweg-Druokfühler und - regler Ci¹Jg. 1A)

Der Luftweg-Druokfühler und -regler 200 misst den Druck im Luftweg und erzeugt das über die Leitung 181 dem Übergehungsschalter 180 zugäführte pneumatische Signal, wenn *r Luftwegdruck negativ und niedriger ist, als ein durch einen Empfindliohkeitsknopf 210 eingestellter Druck. Wie vorstehend erläutert, wird dieses pneumatische Signal dem Übergehungeschalter 180 zugeführt, um eine neue Einatmungsphase einzuleiten.

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Der Luftweg-Druckfühler und -regler 200 weist ein Gehäuse 201 auf, das auf der einen Seite einer Anschlussplatte 199 angeordnet ist. In dem Gehäuse 201 teilt eine grosse Membran 202, die an einem Membranglied 205 "befestigt ist, zwei Kammern 203 und 204 ab. Das Membranglied 205 und die Membran 202 sind in der einen Eiehtung durch eine Flachfeder 206 und in der entgegengesetzten Richtung durch eine Schraubenfeder 207 belastet. In ein Tragglied 209, das auf der anderen Seite der Anschlussplatte 199 an dieser befestigt ist, ist ein teilweise mit Gewinde versehener Empfindlichkeits-Einstellschaft 208 eingeschraubt, dessen inneres Ende an der Flachfeder anliegt und dessen Anpressdruck zur Einstellung der Eraft, die er über diese Feder auf das Membranglied 205 ausübt, mittels des Empfindlichkeitsknopfes 210 einstellbar ist. Die Kammer 204 ist mit einer öffnung 211 versehen, die über eine Zweigleitung 165 ^mit der Luftweg-Leitung 160 an der Auslassdruekseite des Atmungsstrom-Eeglers 140 verbunden ist. Auf diese Weise steht die eine Seite der grossen Membran 202 unter dem Luftwegdruck, während ihre andere Seite unter Atmosphärendruck steht. Wenn der Luftwegdruck unter den Atmosphärendruck absinkt, so wirkt einer Bewegung der grossen Membran 202 die Flachfeder 206 entgegen.

Die Kammer 203 ist auf der der grossen Membran 202 abgewendeten Seite durch eine kleinere Membran 213 verschlossen, die an einem Membranglied 214 befestigt ist, und wird, durch eine Öffnung 212 auf Atmosphärendruck gehalten. An dem Membranglied 214 ist in einigen Abstand von der" kleineren Membran 213 eine andere Membran 215 befestigt, um eine aus zwei Membranen bestehende Membrangruppe zu bilden. Zwischen den beiden Membranen 213 und 215 ist eine mit einer seitlichen Öffnung 217 versehene Membrankammer 216 gebildet, während die andere Seite der Membran 215 nach aussen offen ist. Die Membrangruppe 213» 215 dem Membranglied 214 ist dureh eine Feder 218 belastet.

Wie insbesondere Fig. 12 zeigt, ist auf der Innenseite der grossen Membran 202 ein D*ektor 220 angeordnet. Dieser weist

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eine kleinere Membran 221 auf, welche die Kammer 204 nach innen abschliesst und mit ihrer anderen Seite eine Kammer 222 begrenat, die über einen Kanal 223 mit der Aussenluft verbunden ist. Das Membranglied 205 ist im Bereich der Kammer 222 mit einem Yersohlussitz 224 versehen. Die Kammer 222 kann in einer mittleren öffnung 225 der Anschlussplatte 199 gebildet sein. Auf der anderen Seite der Anschlussplatte 199 ist ein Detektorgehäuse 226 angeordnet, in dem eine das andere Ende der Kammer 222 begrenzende Membran 227 angebracht ist. Auf der anderen Seite der Membran 227 ist in dem Gehäuse 226 eine Kammer 228 gebildet, in die über eine Drosselstelle 229 "und einen Zuführungskanal 234 aus der Leitung 34 Gas zugeführt wird.

Die Membran 227 ist an einem Membranglied 230 befestigt, das mit einem einen Durchlasskanal 232 enthaltenden rohrförmigen Ansatz 231 versehen ist., der die. Kammer 228 mit der Kammer 222 verbindet, so dass das aus der Leitung 34- zugeführte Gas gewöhnlich über die Drosselstelle 229 und den Durchlasskanal 232 sowie über den Kanal 223 ins Freie abströmt. Wenn jedoch der Luftwegdruck unter den Atmosphärendruck absinkt, so kommt der Unterdruck in den Leitungen 160 und 165 sowie in der Kammer 204 zur Wirkung, wodurch die grosse Membran 202 mit ihrem Verschlussitz 224 gegen den Durchlasskanal 232 bewegt und zunächst . dieser Durchlasskanal gedrosselt, dann aber ganz verschlossen wird, so dass der Druck in der Kammer 228 ansteigt. Die Membran 227 und das Membranglied 23O mit dem rohrförmigen Ansatz 231 sind durch eine leder 233 belastet.

Der Detektor 220 enthält ein Relais 235, das einen Kraftverstärker zur Lieferung des Druckes in der Leitung 181 bildet. Obwohl der Auslassdruck des Relais etwa gleich dem Druck des durch den Detektor gelieferten Signales ist, ist die Strömungskapazität des Relais 235 erheblich grosser als die des Detektors. Die gemeinsame Anwendung des Detektors 220 und des Relais 235 führt einerseits dazu, dass der Detektor mit seinem sehr geringen Innneraum schnell anspricht, und dass andererseits eine grosse Strömungskapazität zur Belieferung der mit

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seinem Auslass verbundenen -Teile des Atmungsgerätes gewährleistet ist.

Bas Heiais 235 kann in dem Detektorgehäuse 226 angeordnet sein und enthält zwei Membranen 236 und 23?. Die in Hg. 12 obere Membran 236 begrenzt eine Kammer 238, die durch eine Leitung 239 mit der Kammer 228 verbunden ist. In der Kammer 238 herrscht daher der gleiche Druck wie in der Kammer 228, so dass diese Seite der Membran 236 durch diesen Druck beaufschlagt wird, der nachstehend als Signaldruck bezeichnet ist. Zwischen den Membranen 236 und 237 ist eine Kammer 240 gebildet, die durch eine öffnung 241 mit der Aussenluft in Verbindung ist. Unter der Membran 237 befindet sich eine Kammer 242, die über einen Auslass 253 mit der Leitung 181 verbunden ist. Die beiden Membranen 236 und 237 sind an einem gemeinsamen Membranglied 243 befestigt, das mit einem axialen Kanal 245 versehen ist. Dieser führt über einen radialen Kanal 244 in die Kammer 240. Die Kammer 242 weist einen unteren Teil 246 mit einem Einlass 247 auf, der mit der Leitung 34 verbunden ist. Ausserdem enthält der untere Kammerteil 246 einen Ventilkörper 248, der durch eine Feder 249 belastet ist und mit einem Ventilsitz zusammenarbeitet. Ein axialer Schaft 251 des Ventilkörpers kann den axialen Kanal 245 des Membrangliedes 243 verschliessen. Die Membrangruppe 236, 237 mit dem Membranglied 243 dient zur Bewegung des Ventilkörpers 248 in der Weise, dass in dem oberen Teil der Kammer 242 ein geregelter Druck erzeugt wird, der gleiche dem Steuersignal ist. Jeder Unterschied zwischen dem Druck in der Kammer 242 und dem Druck in der Kammer 238 bewegt den Ventilkörper im Sinne der Wiederherstellung des Gleichgewichtszustandes. Wenn -der geregleite Druck in der Kammer 242 geringer ist alB der Druck des Steuersignales in der Keww-ΛΓ 2?8, so öffnet der Ventilkörper 248, um mehr Druck aus dem Kaaiterteil 246 und der Leitung 34 einzulassen. Wenn der ! geregelte Druck in der Kammer 242 höher ist als der Druck des Steuereignales in der Kammer 238, so sohliesst der Ventilkörper,| und der überschüssige Druck in der Kammer 242 wird über die ί Kanäle 245 und 244 sowie die Kammer 240 und die Öffnung 241 ^:

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ins Freie abgeleitet. Die Feder 24-9 wird durch eine Schraubkappe 252 in ihrer Lage gehalten, die zugleich den Kammerteil 246 mittels einer Dichtung 254- abdichtet.

Der Empfindlichkeitsknopf 210 bestimmt über den Einstell schaft 208 und dessen Anlage an der Flachfeder 206 den Unterdruck, bei dem die grosse Membran 202 und ihr Verschlussglied 224-den Durchlasskanal 232 abschliessen, und regelt daher die Empfindlichkeit der Vorrichtung entsprechend den Unterdruckverhältnissen in den Luftwegen eines Patienten. Das Signal führt dann eine Gasströmung in die Leitung 181 aus dem Relais 235 herbei.

Das Gehäuse 201 kann ausserdem einen von Hand einstellbaren Druckregler 255 mit einem Schaft 256 und Handgriff 257 enthalten, der über eine Feder 258 auf eine Membran 260 einwirkt, die eine Kammer 261 begrenzt. An der ^embran 260 ist ein Membranglied 262 mit einem Schaft 263 befestigt, der sich an einen gleiohachsiger^föchaft 264· eines Ventilkörpers 265 anlegen und hierdurch den Ventilkörper von einem Sitz 266 abheben kann, auf dem der Ventilkörper gewöhnlich unter der Wirkung einer Feder 267 aufsitzt. Der das Ventil 265, 266 enthaltende Baum ist über einen Einlasekanal 268 und eine Leitung 270 mit der Öffnung 47 im Gehäuse des Hauptventiles 35 verbunden, und der Raum oberhalb der Membran 260 ist durch einen Auslasskanal 271 mit einer Leitung 272 verbunden, die zu einer festen Entlüftungsöffnung 273 und zur Atmosphäre und zu einer Leitung 274- führt, die mit der Öffnung 217 der Membrankammer 216 verbunden ist.

Die stromab des Druckreglers 255 angeordnete feste Entlüftungsöffnung 273 ermöglicht eine gewünschte Minimal strömung zum guten Ansprechen und wird ausserdem in Verbindung mit dem Zeit-Übergehungsventil 280 zur Bestimmung der anfänglichen Grösse der Druckeinstellung verwendet, wenn das Zeit-Übergehungsven til 280 betätigt wird.

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Wie "bereits erwähnt, wirkt die Flachfeder 206 einer Bewegung der grossen Membran 202 auf den rohrförmigen Ansatz 231 des Druckfühla?ers zu entgegen, und es wird Unterdrack benötigt, um die Membrangruppe 202, 205 zur Anlage an diesem Ansatz zu bringen. Die Grosse des benötigten Unterdruekes ist dabei durch Verstellung des Schaftes 208 einstellbar. Das Einstellmass beträgt vorzugsweise 0 bis 6 cm Wassersäule.

In dem Detektor 220 ist eine wirksame Bückkopplung dadurch geschaffen, dass der den Durchlasskanal 232 enthaltende rohrförmige Ansatz 231 an der Detektormembran 227 befestigt ist. Wenn sich die grosse Membrangruppe 202, 205 diesem Ansatz nähert, so beginnt das pneumatische Signal in der Leitung 181 anzusteigen, und wenn es etwa die Hälfte seines Grösstwertes erreicht hat, übertrifft es-die Kraft der Feder 233 und erzeugt eine Schnappwirkung, die den Ansatz 231 fest an dem Verschlussglied 224 hält, wodurch das pneumatische Signal in der Leitung 181 auf einem über das Relais wirksamen Höchstwert gehalten wird. Diese Schnappwirkung bewegt auch das Verschlussglied und die grosse Membrangruppe 202, 205 aufwärts. Die Grosse der Schnappbewegung wird zur Vermeidung einer übergrossen Bewegung durch eine Ansohlagschulter 275 begrenzt, gegen die sich das Membranglied 230 anlegt. Umgekehrt beginnt das Signal in der Leitung 181 von seinem Höchstwert abzunehmen, wenn der Luftwegdruck in der Luftweg-Leitung 160 so gross ist, dass die grosse Membrangruppe 202, 205 vom Ende des Durchlasskanales 232 wegbewegt wird. Wenn das Signal die Hälfte seines Grösstwertes erreicht, wird die Membran 227 durch die Feder 233 bewegt und der den Durchlasskanal 232 enthaltende Ansatz 231 plötzlich von dem Verschlussglied 224 weiter wegbewegt, wodurch das pneumatische Signal in der Leitung 181 wiederum durch Schnappwirkung auf seinen Kleinstwert absinkt.

Wie vorstehend bemerkt, wird die grosse Membrangnippe 202, auch der Kraft ausgesetzt, die durch die kleine Membrangruppe 213» 214, 215 auf sie in einer Richtung ausgeübt wird, die der Wirkung des Luftwegdruckes auf die grosse Membran 202

τη

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entgegengesetzt ist. Dies ergibt eine Bezugskraft, die in einer solchen Richtung wirkt, dass die vorstehend beschriebene Sperrwirkung verstärkt wird, und die Kraft darstellt, die gegebenenfalls aufgehoben oder durch den Luftwegdruck überwunden werden muss, um die Sperrwirkung aufzuheben. Die Schnappwirkung besteht dabei in beiden Eichtungen. Das verringerte pneumatische Signal aus der Leitung 274 übt seine Kraft an der Wirkfläche der kleinen Membrangruppe 231₅ 214, 215 aus, wobei die Wirkfläche gleich dem Unterschied zwischen den bei-• den Membranen 213 und 215 ist und die gebildete Kraft diejenige ist, die auf die grosse Membrangruppe 202, 205 ausget, übt wird. Wenn das verringerte Signal aus der Leitung 274 seinen Kleinstwert aufweist, wird die kleine Membrangruppe 213» 214, 215 von der grossen Membrangruppe 202, 205 durch die leichte Belastungsfeder 218 weg gehalten. Die Grosse

des verringerten Signales kann von etwa 0,21 bis 0,49 kp/cm einstellbar sein, was einem Luftwegdruck von etwa 0 bis 40 cm Wassersäule an der grossen Membran entspricht. Der Einstellknopf 257» der den Druckregler 255 betätigt, ermöglicht dem Arzt, den Druck für den Betrieb des Atmungsgerätes beim Betrieb mit Drucksteuerung einzustellen.

Auf diese Weise wird beim Betrieb mit Drucksteuerung eine neue Einatmungsphase gewöhnlich durch den Patienten eingeleitet, P indem er einatmet und hierdurch den Druck in den Leitungen und 165 sowie in der Kammer 204 verringert. Wenn das Verschlussglied 224 sich beinahe an die Mündung des Durchlasskanales anlegt, so werden diese beiden Teile gegeneinander gedruckt und infolge der Schnappwirkung nach oben bewegt, wie erläutert, worauf die Abwärtsbewegung der kleinen Membrangruppe folgt. Die so begonnene Einatmungsphase führt eine Drucksteigerung in den Leitungen 160 und 165 herbei, bis das Verschlussglied 224 von dem Durchlasskanal 232, wiederum durch Schnappwirkung, wegbewegt ist. Die Ausatmungsphase, die dann beginnt, dauert an, bis die nächste Einatmungsphase eingeleitet wird.

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Das Zeit-Übergehungsventil 280 Pig. 1A)

Dieses Ventil ist für den Betrieb des Atmungsgerätes mit Drucksteuerung angeordnet. Es ist mit zwei Einläassen versehen, von denen der eine mit der vom Druckregler 23 kommenden Leitung 34- über eine Zweigleitung 281 und der andere zur Aufnahme des wechselnden Druckes aus dem Hauptventil 35 mit diesem über die Leitungen 282 und 283 verbunden ist. Dieser entspricht dem Druck PC1, der über die Leitung 161 dem ßtromregler 140 nur während der Einatmungsphase beim Betrieb mit Mengensteuerung oder beim Betrieb mit Drucksteuerung mit 2,1 kp/cm² zugeführt wird und während der Ausatmungsphase Null ist. Der intermittierende Druck aus der Leitung 283 wird über ein Rückschlagventil 284- einer Kammer 285 zugeleitet, die auf der einen Seite einer Membran 286 angeordnet ist, während der Druck aus der Leitung 181 über eine Öffnung 287 einer Kammer 288 zugeleitet wird, die auf der anderen Seite der Memb ran 286 angeordnet ist. Die Membran 286 ist an einem Membranglied 290 befestigt, das mit einem VorSchlussglied 292 versehen ist. Das Membranglied 290 steht unter der Wirkung einer Feder 291> die die Membran 286 und ihr Verschlussglied 292 in Sichtung auf eine Auslassöffnung 293 belastet.

Wenn den beiden Einlassen ein Druck von etwa 2,1 kp/cm zugeführt wird, so wird das Verschlussglied 292 des Membrangliedes 290 durch die Feder 291 auf einen die Auslassöffnung 293 umgebenden Sitz gedruckt. Venn der intermittierende Druck während der Ausatmungsphase auf Null fällt, so wird ein Druck von 2,1 kp/cm durch das Eücksohlagventil 284- in der Kammer 285 eingeschlossen, der» auf die Membran 286 einwirkt. Die Kammer 285 ist mit einem als Nadelventil ausgebildeten Entlüftungsventil 294- versehen, das die Kammer 285 über eine Öffnung mit der Aussenluft verbindet; und wenn der Druck auf etwa 1,05 kp/cm abfällt, so genügt der Zuführungsdruck auf die Membran 286, die Kraft der Feder 291 zu überwinden und das Versohlueeglied 292 von der Auslassöffnung 293 wegzubewegen. Der Druck von 2,1 kp/om wird dann über die öffnung 293 und eine Leitung 296 der Kammer 216 der kleinen Membrangnippa 213,

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214-, 215 zugeleitet, die ihrerseits den Druckfühler 200 beeinflusst und eine neue Einatmungsphase einleitet.

Das Entlüftungsventil 294- ist vorzugsweise so eingestellt, dass von der Beendigung der Einatmungsphase bis zum Beginn einer neuen Einatmungsphase etwa 10 Sekunden vergehen. Unter normalen Bedingungen kann eine neue Einatmungsphase sowohl bei der Betriebsweise mit Mengensteuerung (durch die Vorrichtung zur Erzeugung des Atmungsvorganges), als auch beim Betrieb mit Drucksteuerung (durch den Patienten), auch früher begonnen werden. Die erwähnte Einstellung des Entlüftungsventiles 294· stellt jedoch eine Sicherung dar, die gewährleistet, dass die Phase nicht länger dauert, als die Zeit, die durch das Zeit-Übergehungsventil 280 eingestellt ist.

Wie bereits erwähnt, dient die Entlüftungsöffnung 273» der das Zeit-Übergehungsventil 280 durch die Leitungen 296 und 274- verbunden ist, zur Bestimmung der anfänglichen Grosse der Druckeinstellung bei der Betätigung des Ze it-Üb er gehung s ventile s 280.

Ausatmunfa;s-Steuervorrichtunp: 300 (ffig;. 1A)

Die Steuervorrichtung 3OO erhält über die Leitungen 282, $01 und 302 ein Drucksignal, das gleich dem Drucksignal ist, wie es dem Atmungs-Stromregler 140 über die Leitung 161 zugeführt wird. In dem Ausatmungsschalter sind zwei Membranen 303 und 304· angeordnet, die durch ein Membranglied 305 miteinander verbunden sind. Das Drucksignal bewegt die Membrangruppe 3O3, 304-, 305 im Sinne einer Schliess- oder Öffnungsbewegung eines an dem ^embranglied 305 befestigten Verschlussgliedes 306 gegenüber einer Öffnung 307 j so dass eine zu dieser Öffnung führende Leitung 3O8 über eine Öffnung 309 entlüftet werden kann. Die Leitung 3O8 ist über eine Drosselstelle 310 mit der Luftweg-Druckleitung 160 und über eine Leitung 311 mit einem Anschluss 312 für ein Niederdruok-Ausatmungsventil verbunden. Während der Einatmungsphase weist das Steuersignal in den Leitungen 282, 301 und 302 einen Druck von 2,1 kp/cm² auf,der

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die Kraft einer Belastungsfeder 313 überwindet und das Verschlussglied 306 auf die Öffnung 307 drückt, so dass die zu dem Anschluss 312 des Ausatmungsventiles führende Leitung 3O8 verschlossen wird. Während der Ausatmungsphase weist das Steuersignal in den Leitungen 282, 301 und 302 atmosphärischen Druck auf, und die Belastungsfeder 313 hält die Membrangruppe 303? 304-1 305 mit dem Verschlussglied 3O6 i^m Abstand von der Öffnung 307» so dass die Steuerleitung 3O8 in die Atmosphäre geöffnet ist. Ein Signal aus der zur Erzeugung des Atmungsvorganges dienenden Vorrichtung 50 synchronisiert das Ausatmungsventil mit dem Atmungsstromregler, um zu gewährleisten, dass das Ausatmungsventil während der Ausatmungsphase geöffnet und während der Einatmungsphase geschlossen ist.

Die Ausatmungs-Steuervorrichtung 3OO kann mit einem Ausatmungsventil mit niedrigem Blasdruck, z. B. einem sogenannten Bennett-Ventil, verwendet werden, für das der Steuerdruck von der Luftweg-Druckleitung 160 über die Drosselstelle 3IO entnommen wird.

Der Druckschalter 320 (ffig. 1A)

Der Druckschalter 320 ist zur Belieferung einer nicht dargestellten, aber mit dem Anschluss 321 verbundenen kleinen Vernebelungs- bzw. Zerstäubungsvorrichtung und einer ebenfalls nicht dargestellten, mit dem Anschluss 322 verbundenen Befeuchtungsvorrichtung mit Gas angeordnet, das vorzugsweise stromab des Mengenventiles 120 aus der Leitung 127 über eine Leitung 323 nur während der Einatmungsphase entnommen wird. Die Entnahme dieses Gases aus der Leitung 127 bedeutet, dass der dem Patienten durch das Atmungsgerät über den Zerstäubungsanschluss 321 und den Befeuchtungsanschluss 322 zugeführte Teil der-Gesamtmenge an Atmungsgas in der Menge enthalten ist, die durch den-Einstellknopf 121 des Mengenventiles 120 eingestellt ist.

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Dem Druckschalter 320 wird ein Steuersignal über die Leitungen 282, 30Ί und 324 zugeführt, das gleich dem Signal ist, wie es dem- Stromregler 140 über die Leitung 161 zugeführt wird. Das Steuersignal wirkt auf die eine Seite einer aus den beiden Membranen 325 und 326 und dem Membranglied 327 bestehenden Membrangruppe ein. Es wird hierzu aus der Leitung 324 einer auf der einen Seite der Membran 325 gebildeten Kammer 328 zugeführt, während die Gaslieferung aus der Leitung 323 in .eine Kammer 329 auf der anderen Seite der Membran 326 über eine Kammer 330 zugeleitet wird, die durch ein Ventil 331, geöffnet und geschlossen wird. Die Ausbildung ist ähnlich der Ausbildung des Relais 235· Auch ist die Wirkungsweise grundsätzlich gleich der des Beiais, wenn von einigen geringfügigen Unterschieden abgesehen wird.

Zwischen den Membranen 325 und 326 ist eine Kammer 333 gebildet, die über eine öffnung 334 mit der Aussenluft in Verbindung steht und die mit der Kammer 329 über einen axialen Kanal 335 und einen radialen Durchlass 336 in dem Membranglied 327 verbunden ist, wenn ein Ansatz 337 des Verschlusskörpers 331 den Kanal 335 öffnet. Der Verschlusskörper 33I ist durch eine Feder 338 belastet.

Die Membrangruppe 325» 326, 327 betätigt das Verschlussglied 331 so, dass in der Kamin er 329 ein geregelter Druck erzeugt wird, der gleich dem Steuersignal aus der Leitung 324 ist. Jeder Druckunterschied zwischen den Kammern 328 und 329 wirkt auf die Membrangruppe 325» 326, 327 ein, die ihrerseits das Verschlussglied 331 zur Wiederherstellung des Gleichgewichtszustandes bewegt. Wenn der geregelte Druck des Signales in der Kammer 329 niedriger ist, als das Steuersignal in der Kammer 328, so öffnet das Verschlussglied und ermöglicht einen Gasfluss aus der Kammer 330 in die Kammer 329» aus der das Gas über einen Auslass 340 und eine Leitung 34-1 zu dem Anschluss 321 der Zerstäubervorrichtung und zu dem Anschluss 322 der Befeuchtungsvorrichtung gelangt. Wenn der Druck in der Kammer 329 höher als das Steuersignal in der Kammer 328 ist, so

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schliesst das Verschlussglied 331, und der überschüssige Druok in der Kammer 329 wird über die Kanäle 335 und 336 sowie über die Kammer 333 'und. die öffnung 334- ins Freie abgeleitet.

Der Druck in der Leitung 34-1, der zu dem Zerstaubungsanschluss 321 und zu dem Befeuchtungsanschluss 322 übertragen wird, be-

trägt etwa 2,1 kp/cm währen·
während der Ausatmungsphase.

trägt etwa 2,1 kp/cm während der Einatmungsphase und Null

Ein Merkmal des Druckschalters 320 besteht darin, dass er die Verbindung mit dem Zerstäubungsanschluss 321 sehr schnell unterbricht, wenn die Einatmungsphase beendet ist. Dies ist zur Beibehaltung eines richtigen. Verhältnisses der Einatmungszeit zur Ausatmungszeit wichtig, insbesondere, wenn das Signal auch zur Betätigung eines sogenannten "Bird-Typ"-Ausatmungs ventiles verwendet wird. Ein solches Ventil, das in der Zeichnung nicht dargestellt ist, aber mit dem Anschluss 34-2 verbunden werden kann, wird bei hohem Druck betätigt. Jedoch wird, wenn ein solches Ventil zusätzlich verwendet wird, jeweils immer nur eines der beiden Ausatmungsventile benutzt, so dass Ventile 34-3 und 344- angeordnet werden können, die jeweils das nicht benutzte Ventil absperren.

Vorrichtung zur Betätigung von Hand (J¹Jp;. 1A)

Zur Einleitung einer neuen Einatmungsphase von Hand kann eine Vorrichtung erwünscht sein, die z. B. durch einen Arzt betätigt wird. Hierzu ist gemäss EIg. 1A eine mit einem Handbedienungsknopf versehene Vorrichtung 34-5 angeordnet, die über eine Leitung'346 mit der Leitung 272 verbunden sein kann. Die Leitung 346 führt von einer Auslassöffnung 347 der Vorrichtung 34-5 zu der Kammer 216 der kleinen Membrangruppe 213» 214, 215. Die Auslassöffnung 347 ist durch einen Kanal 348 mit einer Kammer 349 verbunden. Der Kanal 348 ist gewöhnlich durch ein Verschlussglied 365 verschlossen, das einen DichtungE-ring 366 aufweist. Das Verschlussglied 365 ist im Schliessungssinn durch eine Belastungsfeder 367 belastet, kanu aber durch

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Druok auf einen Schaft 368 von Hand geöffnet werden. Die Kammer 349 ist über eine Leitung 369 mit der Leitung 34 des Druckreglers 23 verbunden. Wenn der Schaft 368 gedrückt und hierdurch das "Verschlussglied 3^5 von seinem Sitz abgehoben wird, so wird der geregelte Druck aus der Leitung 34 mit einem gewissen Druokverlust durch die öffnung 273 der Kammer 216 zugeführt und eine neue Einatmungsphase eingeleitet. Diese Phase dauert, auch wenn der Schaft 368 losgelassen wird, solange an, bis der gelieferte Druck den durch den Druckeinstellknopf 257 eingestellten Druck erreicht.

Über- und Unterdruck-Sieherung (Fig. 1A)

Wenn der Druck in den Luftwegen zu hoch wird, muss er abgelassen werden. Zu diesem Zweck ist das Atmungsgerät gemäss I¹Ig. 1A mit einem Überdruckventil 350 versehen, das mit der Luftweg-Leitung 160 verbunden ist. Der Druck in dieser Leitung wirkt auf die eine Seite eines mittels eines Dichtungsringes abgedichteten Ventilgliedes 353 ein und entwickelt eine Kraft, der die Kraft einer Feder 352 entgegenwirkt. Die Kraft der Feder 352 ist mittels eines Eändelknopfes 353 und Einstellschraube 354 einstellbar, die mit einer Eückholfeder 355 versehen ist. Wenn die durch den Druok in der Luftweg. -Leitung ausgeübte Kraft grosser wird, als die Kraft der Feder 352, so wird das Ventilglied 351 von seinem Sitz abgehoben, so dass ein Teil des von dem Stromregler gelieferten Druckgases über eine Ventilöffnung 356 ins Freie abgeleitet wird.

Der Druck, bei dem das Überdruckventil 350 betätigt wird, kann durch Änderung der Zusammendrückung der Feder 352, die vorzugsweise im Bereich von 20 bis 80 cm Wassersäule liegt, eingestellt werden. Das überdruckventil ist mit einem Sicherungsglied versehen, das verhindert, dass die jeweilige Einstellung ungewollt geändert wird. Zu diesem Zweok ist auf den Rändeknopf 353 ei*"-Bund 357 aufgeschraubt, der in seiner Sicherungsstellung an einem Tragglied 358 des Überdruckventiles anliegt. Die Druckbegrenzung ist ein wesentlicher Faktor für die Sicherheit eines Patienten. Wenn sie zu niedrig ist» so wird der Gaszufluss zu

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dem Patienten begrenzt, und wenn sie zu hoch ist, so kann in den Luftwegen eines Patienten zu hoher Druck entstehen. Es ist daher wesentlich, dass der eingestellte Druck nicht ungewollt geändert werden kann.

Aus ähnlichen Gründen ist es wichtig, dass auch eine Vorrichtung zum Beseitigen von Unterdruck angeordnet ist. Daher ist mit der Luftweg-Leitung 160 auch ein Unterdruok-Beseitigungsventil bzw. Rückschlagventil 360 verbunden. Der Luftwegdruck wirkt auf ein mit einem Dichtungsring abgedichtetes Ventilglied 361 derart ein, dass das Ventilglied bei positivem Druck auf seinen Sitz 362 gepresst wird, während bei negativem Druck in der Leitung 160, d. h. bei Unterdruck in dieser Leitung, das Ventilglied durch den grösseren Atmosphärendruck von seinem Sitz 362 abgehoben wird und ermöglicht, dass Aussenluft aus der Atmosphäre in die Luftweg-Leitung 160 einströmt und der Patient wenigstens Luft mit Atmosphärendruck bekommt. Zum Öffnen des Unterdruckventil es 360 muss der negative Druck bzw. der Aussendruck die Kraft einer Belastungsfeder 363 überwinden, die so einstellbar ist, dass Ventil 360 bei einem gewünschten Unterdruck von z. B. 6 bis 8 cm Wassersäule öffnet.

Andere Verbindungen mit der Luftweg-Leitung 160

Mit der Luftweg-Leitung 160 ist eine Gruppe von Auslassen verbunden, die vier Auslassverbindungen enthält, nämlich : (1) ein Auslassanschluss 370 von grossem Durchmesser, z. B. 22 mm, (2) den einen kleineren Durchmesser aufweisenden Anschluss 312 für ein Ausatmungsventil, wie das "Bennet-Typ"-Ventil, (3) der ebenfalls einen kleinen Durchmesser aufweisende Anschluss 321, der durch den Druckschalter 320 beliefert wird und mit dem kleinen Zerstäuber verbunden ist, und (4) den Anschluss 342 für ein "Bird-Typ^lt-Ausatmungsventil.

Der kleine Anschluss 312 für das "Bennet-Typ"-Ventil wird über die Drosselstelle y\0 beliefert, die einen Durchmesser von z. B. 0,8 mm haben kann.Stromab der Drosselstelle 310 ist die

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Leitung auch mit der Ausatmungs-Steuervorrichtung 3OO verbunden. Wenn dieser Schalter geschlossen ist, so wird in der Steuerleitang 3°8 während der Einatmungsphase Druck aufgebaut. Wenn die Ausatmungs-Steuefvorrichtung 3OO dagegen geschlossen ist, so wird die Steuerleitung 3O8 zur Atmosphä-re geöffnet, und das Ausatmungsventil öffnet unter der Wirkung des Luftwegdruckes während der Ausatmungsphase.

Der mit dem grossen Durchmesser versehene Auslassanschluss für den Auslasschlauch enthält ein Rückschlagventil 371, das * den Rückfluss verschiedener vom Patienten stammender Flüssigkeiten während der Ausatmungsphase verhindert. Das Rückschlagventil kann durch eine dünne Membranscheibe gebildet sein, die bei einer vom Atmungsgerät zu den Luftwegen verlaufenden Strömungsrichtung von einem gelochten Sitzkörper abgehoben wird und den Durchfluss freigibt und bei umgekehrter Strömungsrichtung den Durchfluss durch Abdichtung des gelochten Sitzkörpers verhindert.

Der Druck in der Luftweg-Leitung 160 kann durch einen Druckmesser 375 angezeigt werden, der eine mit einem Zeiger verbundene Membran aufweist und mit einer Rundskala 376 versehen ist. Vorzugsweise ist die Rundskala mit zwei verschieden gell färbten Zonen ausgestattet, nämlich einer positiven Druckzone 377, die von Null bis 70 cm Wassersäule reicht und als "Gelieferter Druck" bezeichnet werden kann, und einer negativen Druckzone, die von Null bis 20 cm Wassersäule reicht und als "Einatmungskraft" bezeichnet werden kann.

Die Hg. 8 und 9 zeigen ein übliches Gehäuse 38O, das alle beschriebenen Teile des Atmungsgerätes mit Ausnahme der Hauptzuführung und der Auslassanschlüsse enthält und bei dem alle Bedienungs- und Einstellknöpfe sichtbar angeordnet sind.

Patentansprüche; 309827/0268

Claims (12)

1. - ⁴¹ - 216B278

   Patentansprüche

   I.I Pneumatisches Bearmungsgerät für den Betrieb mit Volumen- - bzw. Mengensteuerung, das an eine Zuführungsleitung für Atmungsgas anschliessbar ist, gekennzeichnet durch die Kombination von: einen Atmungsstromregier (140) zur Lieferung von Atmungsgas in der Einatmungsphase jedes Atmungsvorganges mit einer von dem Unterschied zwischen zwei pneumatischen Steuerdrücken PO1 und PO2 abhängigen Strömungsgeschwindigkeit,

   einem Verhältnisregler (68 bis 73) zum Erzeugen des einen Steuerdruckes PC1 mit konstantem Wert und zur Lieferung des Druckes PC1 an den Atmungsstromregier (140) sowie zur Bestimmung des Verhältnisses der Einatmungszeit zur Ausatmungszeit für jeden Atmungsvorgang, einem mit dem Verhältnisregler (68 bis 75) verbundenen Zeit-Mengen-Regler (110) zur Bestimmung der Einatmungszeit jed.es Atmungsvorganges unabhängig von der zu liefernden Menge des Atmungsgases sowie zum Erzeugen des zweiten Steuerdruckes PC2 aus dem ersten Steuerdruck PC1 und zu seiner Zuführung zu dem Atmungs stromregier (140), wobei der erste Steuerdruck P01 nur während der Einatmungsphase vorhanden und hierbei konstant ist und der zweite Steuerdruck PC2 während der Einatmungsphase immer kleiner als PC1 ist und während dieser Phase von einem Kleinstwert bis zu einem Grösstwert zunimmt, dann während der Ausatmungsphse von dem Grösstwert bis zu dem Kleinstwert abnimmt, und

   einem mit dem Zeitregler (100) und dem Atmungsstromregler (140) verbundenen Mengen- bzw. Volumenregler (120) zur von der Zeit unabhängigen Bestimmung der Menge des in geder Einatmungsphase gelieferten Atmungsgases.
2. 2. Gerät nach Anspruch 1 mit einer mit dem Atmungs stromregier verbundenen, zum Gerätebenutzer bzw. Patienten führenden Luftwegleitung und einem in dieser angeordneten Ausacnungs-

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   ventil, dadurch gekennzeichnet, dass dem Ausatmungsventil (312) zum öffnen in jeder Ausatmungsphase und zum Schliessen während jeder Einat-mingsphase eine Betätigungsvorrichtung (3OO) zugeordnet ist.
3. 3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitregler (100) mit dem Verhältnisregler (68 bis 73) zur Aufnahme des Steuerdruckes PG1 durch eine Drosselstel-Ie (139) vmä- eine parallel zu dieser angeordnetes Rückschlagventil (109) verbunden ist, das während jeder Einatmungsphase für den schnellen Zustrom von Gas mit dem Steuerdruck PC1 geöffnet und während jeder Ausatmungsphase geschlossen ist, so dass der Druck PG2 nur durch die Einengung bzw. Drosselstelle zurückfliessen kann, die so bemessen ist, dass sie bei kürzerer Zeiteinstellung wirksam ist, wobei das Gerät ferner mit einem Entlastungsventil (54, 55» 83) versehen ist, das einen Teil des Verhältnisreglers bildet, um den Druck PG1 zu Beginn jeder Ausatmungsphase in die Atmosphäre abzuleiten.
4. 4. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitregler (100) über eine den Druck PC2 führende Leitung (98) mit einem von Hand zu betätigenden Atemventil (1751 176) verbunden und eine Atemkammer (172) angeordnet ist, in die aus der den Druck PG2 führenden Leitung bei geöffnetem Atemventil Gas eingeleitet wird, wodurch die Kapazität des Zeitreglers erhöht und die Einatmungsphase sowie die Ausatmungsphase proportional verlängert werden und eine proportionale Me'ngenvergrösserung herbeigeführt wird, solange das handbetätigte Atemventil offen gehalten wird.
5. 5. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer mit dem Atmungsstromregler verbundenen, zum Patienten führenden Luftwegleitung, gekennzeichnet durch eine durch den Patienten zu betätigende Vorrichtung (170) zum vorzeitigen Einleiten einer neuen Einatmungsphase vor Beendigung einer

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   gesteuerten Ausatmungsphase sowie eine mit der Luftwegleitung (160) verbundene, zur Feststellung eines vom Patienten hervorgerufenen Unterdruckes bestimmter Grosse -in der Luftwegleitung dienende Messvorrichtung (200), die beim Auftreten dieses Unterdruckes ein Drucksignal zur Betätigung eines pneumatischen Schalters (180) mit einer Entlüftungsvorrichtung (182, bis 185) erzeugt, die den Druck PC2 in die Atmosphäre ableitet.
6. 6. Gerät nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (200) in einem Gehäuse (201) eine erste Membrangruppe aus einer auf der einen Seite dem Atmosphärendruck ausgesetzten Membran (202) grosser Wirkfläche und einer Membran (221) kleiner Wirkfläche sowie einer zwischen diesen Membranen gebildeten, mit der Luftwegleitung (160) verbundenen ersten Membrankammer (204) aufweist, und dass auf der anderen Seite der Membran (221) kleiner Wirkfläche eine ebenfalls mit der Atmosphäre verbundene zweite Membrankammer (222) angeordnet ist, wobei die erste Membrangruppe einen Verschluss!tz (224) trägt und in der ersten Membrankammer (204) eine Feder (206) mit einer Empfindlichkeits-Einstellvorrichtung (208) zum Einstellen des durch die Feder (206) auf die erste Membrangruppe ausgeübten BeIastungsdruckes angeordnet ist, ferner dadurch gekennzeichnet, dass sine Detektorvorrichtung (220) mit einer zweiten Membrangruppe (227) angeordnet ist, die an dem einen Ende nach der zweiten Membrankammer. (222) der ersten Membrangruppe hin offen ist und einen rohrförmigen Ansatz (231) mit einem durch den Verschluss!tz zu öffnenden und zu schliessenden axialen Durchlasskanal (232) aufweist, wobei eine die zweite Membrangruppe im Sinne der Offenhaltung des axialen Durchlasskanal es belastende Feder (233) und an dem anderen Ende der zweiten Membrangruppe eine dritte Membrankammer (228) angeordnet sind und eine Vorrichtung zur Begrenzung der Bewegung der zweiten Membrangruppe (227) auf ein festes Mass sowie ein von dem

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   axialen Durchlasskanal durch, die zweite Membrangruppe hindurch in die dritte Membrankammer (228) führender Durchlass vorgesehen sind und die dritte Membrankammer einen Einlass (234) mit verengter öffnung (229) aufweist.
7. 7· Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektorvorrichtung (220) ein Relais (235) zugeordnet ist und das Be<-lais eine dritte Membrangruppe mit zwei Membranen (236, 237) gleichgrosser Virkfläehe aufweist, die auf der einen Seite der dritten Membrangruppe eine vierte Membrankammer (238) begrenzen, die mit der dritten Membrankammer (228) verbunden ist, wobei zwischen den Membranen eine mit der Atmosphäre verbundene fünfte Membrankammer (240) und auf der anderen Seite der dritten Membrangruppe eine sechste Membrankammer (242) angeordnet sind und die dritte Membrangruppe mit einer axialen Öffnung (245) und einem von der sechsten Membrankammer (242) in die fünfte Membrankammer (240) öffnenden Durchlass versehen ist, und wobei ferner eine mit der sechsten Membrankammer durch eine öffnung (250) verbundene siebte Membrankammer (246) mit einem Ventil (248) zum Öffnen und Schliessen dieser öffnung und einem axialen Ventilschaft (251) versehen ist und die dritte Membrangruppe (246, 247 ..·) bei Berührung mit dem Ventil (248) die Öffnung (250) freigibt, und wobei die siebte Membrankammer (246) mit einer mit dem Druck P2 verbundenen Einlass (247) versehen und die sechste Membrankamm er (242) durch eine Signalleitung (181) mit der Vorrichtung (I8O) zur Verringerung des Bfcuokes PC2 verbunden ist.
8. 8. Gerät nach einem der Ansprüche 2 bis 7» bei dem die Zuführungsleitung für das Atmungsgas dieses mit einem ersten geregelten Druck P1 einem das Atmungsgas mit einem zweiten niedrigeren Druck weiterleitenden Druckregler zuführt und bei dem der Atmungsstromregier mit der Gaszuführungsleitung und der Verhältnisregler mit dem den Druck P2 liefernden Druckregler zur Erzeugung des Steuerdruckes PC1

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   sowie der Mengen- bzw. Volumenregler mit den Leitungen für den Druck P1 und P2 verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Atmungsstromregler (140) eine MembranvorriGhtung mit drei Membranen (14-2, 14-3, 144) aufweist, von denen die beiden äusseren Membranen (14-2, 144) eine gleiohgrosse Wirkfläche (A3) und die mittlere Membran (143) eine kleinere Virkflache (A4) haben, wobei an dem einen Ende der Membranvorrichtung ein Ventil- bzw. Verschlussitz (154) und eine durch die eine aussere Membran

   (142) verschlossene Membrankammer (146) mit einer mit dem Mengenregler und dem Druck P2 verbundenen Einlassöffnung (157) und einer Auslassöffnung (155) angeordnet ist, der gegenüber der Ventilsitz (154) bewegbar ist und deren Durchlass entsprechend derStellung des Ventilsitzes veränderlich ist, weiterhin zwischen der ersten äusseren Membran (142) und der mittleren Membran (143) eine mit dem Zeitregler (100) und dem Druck PC2 verbundene zweite Membrankammer (147) sowie zwischen der mittleren Membran

   (143) und der anderen äusseren Membran (144) eine mit dem Verhältnisregler (68 bis 73) und dem Druck PG1 verbundene dritte Membrankammer (148) und eine vierte Membrankammer (149) an dem anderen Ende der Membranvorrichtung angeordnet sind, die mit dem Zuführungsdruck P1 verbunden ist und in der eine die Membranvorriohtung belastende Druckfeder (150) mit einer Vorrichtung (152) zum Einstellen ihres Belastungsdruckes angeordnet ist, derart, dass beim Ansteigen des Druckes PC2 während der Einatmungsphase und bei gleichbleibendem Druck PG1 der Gasauslass aus der Auslassöffnung (155) während der Einatmungsphase von einem _t Grösetwert bis auf einen Kleinstwert abnimmt und während der Ausatmungsphase der Gasauslass abgesperrt ist, wenn der Druck KJ1 gleich dem Atmosphären druck und der Druck PC2 gröseer als P01 ist.
9. 9· Gerät naoh Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der zum Patienten führenden Luftwegleitung (160) zum Ableiten

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   des Druckes in die Atmosphäre ein für einen bestimmten Ansprechdruck einstellbares Druckentlastungsventil (350) angeordnet ist.
10. 10. Gerät nach Anspruch 8 oder 9» dadurch gekennzeichnet, dass in der zum Patienten führenden Luftwegleitung (160) ein diese bei zu grossem Unterdruck mit der Aussenluft verbindendes Belüftungsventil (360) angeordnet ist.
11. 11. Gerät nach einem der Ansprüche 2 bis 10, gekennzeichnet durch eine Steuerleitung (3O8), die das Ausatmungsventil (312) mit der Luftwegleitung (160) über eine Verengung (310) und mit der Betätigungsvorrichtung (300) verbindet, wobei die Betätigungsvorrichtung des Ausatmungsventiles (312) mit dem Druck PC1 verbunden ist und zur Entlüftung der Steuerleitung (3O8) in die Atmosphäre während der Ausatmungsphase ein durch eine Feder (313) belastetes Membranventil (304, 307) angeordnet ist, das durch den die Kraft der Belastungsfeder übersteigenden Druck P01 während der Einatmungsphase geschlossen ist.
12. 12. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch über eine Betriebsleitung (341) angeschlossene Vorrichtungen (321, 322, 342) zum Befeuchten und Zerstäuben sowie eine Hochdruck-Ausatmungsvorrichtung mit einem pneumatischen Relais (320), das mit dem Druck PC1 verbunden ist und den Druck während der Einatmungsphase der Betriebsleitung (341) zuführt, ihn aber während der Ausatmungephase in die Atmosphäre ableitet.

    Der Patentanwalt

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