DE2406307B2 - Lungengesteuertes atemgeraet mit ueberdruck im innenraum - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein lungengesteuertes Atemgerät mit Überdruck im der Beatmung des Benutzers dienenden Innenraum, einer dicht mit dem zugeordneten Gehäuseteil verbundenen, den Innenraum abschließenden Steuermembran, einem den Innenraum mit der unter erhöhtem Vordruck stehenden Atemgaszufuhr verbindenden Einatemventil, einer Betätigungsverbindung des Einatemventils, mit der Steuermembran in Form eines im Innenraum zwischen seinen Wirkverbindungen mit Steuermembran und Einatemventil schwenkbar gelagerten Kipphebels und einem erst bei Überschreitung des im Innenraum erwünschten Überdruckes öffnenden, gegebenenfalls einstellbaren Ausatemventil.

Derartige Atemgeräte finden vielfach als Atemschutzgeräte in Verbindung mit Atemmasken Verwendung, die mit einer Dichtung am Gesicht des Benutzers anliegt. Dabei dient der Überdruck dazu, bei Undichtigkeiten des Atemanschlusses bzw. der Maske insbesondere bei ihrer Anlage am Gesicht des Benutzers ein Eindringen von Giftgasen od. dgl. aus der Umgebung in den Innenraum zu verhindern. Diese Gefahr besteht nämlich bei ohne Überdruck arbeitenden Atemgeräten, weil bei ihnen während der Einatmungsperiode der Druck im Innenraurn niedriger als in der Umgebung ist.

Das eingangs genannte Gerät ist durch die DT-AS 10 29 679 bekannt Bei ihm öffnet das Einatemventil gegen den erhöhten Vordruck des Atemgases und die Kraft einer Schließfeder. Um hier die Ausbildung so zu treffen, daß im Innenraum ein Unterdruck nicht entstehen kann, ist die Außenseite der Steuermembran in einstellbarer Weise durch den Vordruck beaufschlagt, so daß sie bei Absinken des im Innenraum gewünschten Überdruckes zu Beginn der Einatmung eine das Einatemventil öffnende Stellkraft ausübt Hierzu ist es jedoch erforderlich, für die Außenseite der Steuermembran eine zusätzliche Druckkammer nebst deren Anschluß an den Vordruck und mit einem einstellbaren Auslaßventil vorzusehen sowie das Einatemventil durch die Schließfeder zu beaufschlagen, wodurch das bekannte Atemgerät vergleichsweise kompliziert, schwer und teuer wird.

Außerdem bedingt die mit der Offnungsbewegung des Einatemventils proportional steigende Widerstandskraft der Schließfeder für den Einatemvorgang eine entsprechend spürba^re Druckdifferenz auf den beiden Seiten der Steuermembran. Damit dabei aber der Druck im der Beatmung des Benutzers dienenden Innenraum nicht auf oder gar unter den Umgebungsdruck abfällt, muß entsprechend während der Atempausen in diesen Innenraum ein relativ hoher Überdruck vorgesehen werden, damit wiederum die Steuermembran gegen den auf ihrer einen Seite anstehenden Vordruck in eine Gleichgewichtslage gelangen kann, bei der das Einatemventil geschlossen ist. Im Innenraum des Atemgerätes muß also mit zwei verschieden hohen Überdrücken gearbeitet werden, wobei der eine Überdruck der minimal aus Sicherheitsgründen erforderliche ist, bei dem das Einatemventil offen ist, während der andere Überdruck, bei dem das Ventil in der Atempause geschlossen ist, deutlich höher liegt. Dies wirkt sich aber auf den Benutzer atemphysiologisch ungünstig aus, wenn man berücksichtigt, wie unangenehm für den Einatmungsvorgang ein wenn auch nur geringer äußerer Überdruck an sich schon ist. Darüber hinaus bedingt der höhere der beiden definierten Überdrücke eine entsprechende Schließkraft des Ausatemventils, so daß auch das Ausatmen entsprechend erschwert ist.

Beide aufgezeigten Erscheinungen führen dazu, daß das Atmen mit dem bekannten Gerät physiologisch relativ ungünstig und anstrengend wird, was erfahrungsgemäß zu einem erheblich gegenüber dem eigentlich notwendigen erhöhten Luftverbrauch führt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Atemgerät der eingangs genannten Art gleichzeitig zu vereinfachen und damit weniger störanfällig zu machen sowie bei voller Sicherheit gegen Umgebungsdruck oder gar Unterdruck im Innenraum durch das Erfordernis nur eines geringen Überdruckes im Innenraum atemphysiologisch günstiger zu gestalten, indem nur eine einfache, vom Umgebungsdruck beaufschlagte Steuermembran, ein Kipphebel und ein Einatemventil bei entsprechender Gestaltung verwendet wird ohne das Erfordernis einer Schließfeder für das Ventil.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Außenseite der Steuermembran vom Umgebungsdruck beaufschlagt ist, daß das Einatemventil mit dem Vordruck öffnet und daß die vordruckbeaufschlagte Fläche des Einatemventils, die innendruckbeaufschlagte Fläche der Steuermembran und die beidseiti-

gen Arme des Kipphebels derart bemessen sind, daß erst bei Erreichen des im Innenraum gewünschten Überdruckes das Einatemventil gegen die an ihm durch den Vordruck ausgeübte Kraft durch die Steuermembran schließbar ist. S

Durch die GB-PS 898 552 ist zwar eine vom Umgebungsdruck beaufschlagte Steuermembran sowie ein mit dem Vordruck öffnendes Einatemventil bekannt. Hier handelt es sich jedoch um ein Gerät, das nicht mit Überdruck im Innenraum arbeiten kann, da die mit dem Umgebungsdruck außenbeaufschlagte Steuermembran erst eine Stellbewegung ausführen wird, wenn im der Beatmung des Benutzers dienenden Innenraum ein gegenüber dem Umgebungsdruck niedrigerer Druck herrscht Außerdem ist zur Schließung des Einatemventils nach einer Einatmung sowie zur entsprechenden Rückstellung der Steuermembran eine Schließfeder erforderlich.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist es in einfacher Weise gelungen, ein Atemgerät mit ständigem Überdruck im Innenraum zu schaffen, das allen Anforderungen unter Verwendung nur sehr weniger, gegenüber dem Bekannten in ihrer Zahl herabgesetzter Teile voll genügt. Wesentlich ist dabei die Ausnutzung der durch ein mit dem Vordruck öffnendes Ventil ständig ausgeübten Stellkraft zur Aufrechterhaltung des Überdruckes, wobei wegen des Fehlens einer Schließfeder schon die geringste Unterschreitung dieses Überdruckes durch Druckverlust, vor allem zu Beginn der Einatmung, genügt, um das Einatemventil voll zu öffnen und ein weiteres Absinken des Überdruckes zu verhindern. Dadurch ist die für das ordnungsgemäße Arbeiten des erfindungsgemäßen Gerätes im Innenraum erforderliche Druckdifferenz äußerst gering, so daß ständig im Bereich des aus Sicherheitsgründen geforderten Überdruckes im Innenraum gearbeitet werden kann. Entsprechend kann auch die Ansprechbarkeit des Ausatemventils herabgesetzt werden. Folge davon ist, daß der Benutzer des Gerätes beim Atmen sowohl physiologisch als auch psychologisch erheblich geringer belastet ist, so daß er ruhiger, weil im Bereich der normalen Bedingungen atmet und entsprechend auch praktisch keinen hierdurch zusätzlich bedingten Atemgasverbrauch hat.

Die Verstellung des Überdruckes kann auf mannigfaehe Weise erfolgen. Zum einen in besonders einfacher Weise durch Änderung des Vordruckes des Atemgases an dem in seiner Zufuhrleitung ohnehin üblicherweise vorhandenen, dem Atemgasvorrat nachgeschalteten Druckminderventil und damit durch die auf das Einatemventil vordruckbedingt einwirkende Stellkraft.

Zum anderen dadurch, daß die Länge der Arme des Kipphebels einstellbar ist, was zweckmäßigerweise geschieht, indem die Wirkverbindung des Kipphebels mit dem Einatemventil und der Steuermembran verschiebbar und das Schwenklager des Kipphebels in dessen Längsrichtung verstellbar ist.

Schließlich ist es zweckmäßig, daß die Wirkverbindung zwischen Kipphebel und Steuermembran eine formschlüssige Schleppverbindung ist. Eine solche Schleppverbindung ist zwar durch die DT-AS 10 29 679 an sich bekannt Sie hat dort jedoch keinerlei Aufgaben, da das Einatemventil unter der Wirkung der Schließfeder sowie des Vordruckes selbsttätig schließt andererseits aber die Steuermembran zur öffnung des Einatemventils auf den Kipphebel drückt, so daß es auch hier der Schleppverbindung nicht bedarf.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung einer ihrer Ausführungsformen näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt im seitlichen Schnitt eine Maske 1, die mit einer umlaufenden Dichtlippe 2 am Gesicht des Benutzers 3 anliegt und allseits gasdicht ein Sichtfenster 4 erfaßt Unterhalb des Mundes des Benutzers 3 ist ein Ausatemventil 5 vorgesehen, dessen Ventilplatte 6 gegen den Druck einer Schließfeder 7 erst öffnet, wenn der im Innenraum 8 der Maske erwünschte Überdruck insbesondere mit der Ausatmung überschritten wird. Die Einstellung der Vorspannung der Schließfeder 7 auf den Überdruck erfolgt in einfacher Weise durch Gewindeverstellung des topfförmig ausgebildeten Widerlagers 9 der Schließfeder 7, das mit öffnungen 10 versehen ist

Dem Mund des Benutzers im wesentlichen gegenüber faßt das Sichtfenster 4 den Anschlußstutzen 11 einer Steuerkammer 12, die gegenüber der Umgebung durch eine elastische Steuermembran 13 abgeschlossen ist. Zu ihrem Schutz ist sie von einem Deckel 14 überfangen, der ihre Bewegungsfreiheit nicht beeinträchtigt und mit öffnungen 15 versehen ist, um die Außenseite der Membran 13 mit dem Umgebungsdruck zu beaufschlagen.

Über eine ihr Zentrum fassende öse 16 ist auf der Innenseite der Steuermembran 13 das eine Ende eines Kipphebels 17 gefaßt, der bei 18 zwischen seinen Enden schwenkbar am Gehäuse 19 der Steuerkammer 12 gelagert ist und mit seinem anderen Ende auf den Verschlußkörper 20 des Einatemventils einwirkt, das gegen den Vordruck des über eine Leitung 21 bezogenen Atemgases auf den Sitz 22 in Schließstellung bringbar ist

Bezeichnet man die Größe des Vordruckes mit pv, seine Angriffsfläche am Ventilkörper 20 mit Fv, den Hebelarm zwischen Schwenklager 18 und Wirkverbindung des Kipphebels mit dem Ventilkegel 20 mit Iv, den im Innenraum 8 bzw. der Steuerkammer 12 gewünschten Überdruck mit pä, die diesem Überdruck ausgesetzte Fläche der Steuermembran 13 mit Fü und den Hebelarm zwischen Schwenklager 18 und Wirkverbindung des Kipphebels 17 mit der Steuermembran 13 mit lü, so läßt sich der gewünschte Überdruck in der Maske einstellen bzw. aufrecht erhalten, wenn

pv ■ Fv · Iv = pü ■ Fü · lü

ist. Hieran ist ersichtlich, daß sofort mit Absinken der Größe pü ein öffnen des Einatemventüs erfolgen muß. Andererseits läßt sich die Größe des Überdruckes leicht über die Veränderung der Größe pv oder der Größen Iv und la feinfühlig einstellen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Lungengesteuertes Atemgerät mit Überdruck im der Beatmung des Benutzers dienenden Innenraum, einer dicht mit dem zugeordneten Gehäuseteil verbundenen, den Innenraum abschließenden Steuermembran, einem den Innenraum mit der unter erhöhtem Vordruck stehenden Atemgaszufuhr verbindenden Einatemventil, einer Betätigungsverbindung des Einatemventils mit der Steuermembran in Form eines im Innenraum zwischen seinen Wirkverbindungen mit Steuermembran und Einatemventil schwenkbar gelagerten Kipphebels und einem erst bei Überschreitung des im Innenraum srwünschten Überdruckes öffnenden, gegebenenfalls einstellba- «5 ren Ausatemventil, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite der Steuermembran (13) vom Umgebungsdruck beaufschlagt ist, daß das Einatemventil (20, 22) mit dem Vordruck öffnet und daß die vordruckbeaufschlagte Fläche des Einatemventils, die innendruckbeaufschlagte Fläche der Steuermembran und die beiderseitigen Arme des Kipphebels (17) derart bemessen sind, daß erst bei Erreichen des im Innenraum gewünschten Überdruckes das Einatemventil gegen die an ihm durch den Vordruck ausgeübte Kraft durch die Steuermembran schließbar ist.

2. Atemgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Arme des Kipphebels (17) einstellbar ist.

3. Atemgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkverbindung des Kipphebels (17) mit dem Einatemventil (20, 22) und der Steuermembran (13) verschiebbar und das Schwenklager (18) des Kipphebels in dessen Längsrichtung verstellbar ist.

4. Atemgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkverbindung zwischen Kipphebel (17) und Steuermembran (13) eine formschlüssige Schleppverbindung (16) ist.