DE3446179A1

DE3446179A1 - Reinhaltevorrichtung fuer den helm eines raumfahrtanzuges

Info

Publication number: DE3446179A1
Application number: DE19843446179
Authority: DE
Inventors: Harrison Randolph Simsbury Conn. Griswold
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 1983-12-19
Filing date: 1984-12-18
Publication date: 1985-06-27
Also published as: IT8424106A0; GB2151459B; IL73761A; US4583246A; IT1177441B; IL73761A0; GB8430575D0; GB2151459A; FR2556598A1; FR2556598B1; JPS60158000A

Description

Reinhaltevorrichtung für den Helm eines Raumfahrtanzuges

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Reinigungs- oder besser Reinhaltevorrichtung für den Helm eines Raumfahrtanzugs, wie er von Astronauten bei der Erkundung des Weltraums getragen wird, sowie insbesondere eine derartige Vorrichtung für die kontrollierte Aufnahme von Erbrochenem im Helm.

Bei der Erkundung des Weltraums, insbesondere im schwerelosen Zustand, ist es für Astronauten nichts Ungewöhnliches, Fahrkrankheits-Symptome wie Übelkeit und Erbrechen zu erleben. Obwohl die Symptome im allgemeinen nach einigen Tagen abklingen, werden in Zukunft Raumerkundungs-Unternehmungen erwartet , die nur jeweils wenige Tage dauern, weshalb das Fahrkrankheits-Problem höchstwahrscheinlich die Astronauten für wenigstens die nächsten Jahre beeinträchtigen wird.

Das Problem von Übelkeit und Erbrechen ist ganz besonders ernst, wenn diese Symptome während einer Aktivität außerhalb des Raumfahrzeugs auftreten, während der Astronaut einen Raumanzug trägt, der ein unter Druck stehendes, biegsames Kleidungsstück, einen unter Druck stehenden Helm sowie einen Raumfahrtrucksack mit sich führt, in dem der Sauerstoffvorrat sowie die Kühlsysteme für den Anzug angeordnet sind. Es ist leicht zu verstehen, daß ohne ordnungsgemäße Beseitigung von Erbrochenem aus dem Innenraum eines derartigen Anzugs eine Fahrkrankheit, wenn sie bei einer Aktivität außerhalb des Raumfahrzeugs auftritt, zu einem Fehlschlag derartiger Aktivitäten führt und es ist nicht schwer vorstellbar, daß die Sicherheit der betroffenen Person gefährdet ist.

Während man im ersten Moment annehmen kann, daß eine Beseitigung von Erbrochenem auf zahlreiche Weise einfach möglich ist, ist es jedoch aus ökonomischen Gründen ideal, wenn eine derartige Beseitigung oder Reinhaltung erreichbar ist, ohne daß die existierenden Raumfahrtanzüge umgestaltet werden müssen. Jedes beliebige Mittel zur Beseitigung von Erbrochenem sollte nicht nennenswert die normale Wartung beeinflussen, die für den Raumanzug und den Rucksack erforderlich ist; es sollte wirtschaftlich sein, leicht zu betätigen und von geringem Energiebedarf. Eine Reinhaltevorrichtung sollte wiederverwendbar sein, zuverlässig, sicher und bequem und sollte insbesondere die Möglichkeit bieten, das Erbrochene positiv oder direkt aufzunehmen und zu halten, um die Risiken einer Wiederaufnähme durch den Astronauten und eines Verschmutzens des Ventilationssystems des Raumanzugs minimal zu machen.

ÜS-PS 3 473 165 beschreibt eine Ablaßvorrichtung, durch die Erbrochenes aus einem Helm eines Raumfahrtanzugs ausgespült werden kann. Soweit die erfindungsgemäße Vorrichtung keine Betätigung durch die Hände des Benutzers erfordert und innerhalb existierender Raumanzughelme verwendet werden kann, bildet die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Verbesserung gegenüber der in dem älteren Patent beschriebenen Vorrichtung.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Reinhaltungsvorrichtung für den Helm eines Raumanzugs zu schaffen.

Es ist weiter Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine derartige Vorrichtung so auszugestalten, daß sie das Erbrochene positiv aufnimmt.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine derartige Vorrichtung zu schaffen, die in Kombination

mit existierenden Raumanzug-Helmen verwendet werden kann, ohne daß diese umgestaltet werden müssen.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine derartige Vorrichtung zu schaffen, die durch einen ökonomischen Aufbau und eine leichte Wartung gekennzeichnet ist.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine derartige Vorrichtung zu schaffen, die sich durch eine leichte Bedienbarkeit auszeichnet.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine derartige Vorrichtung zu schaffen, die leicht gewartet werden kann und einen geringen Energiebedarf aufweist.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine derartige Vorrichtung zu schaffen, die zuverlässig, sicher und bequem für den Benutzer ist.

Diese Aufgaben werden durch eine Reinhaltevorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt somit die Reinhaltevorrichtung eine im Normalzustand kontrahierte Maske, die dafür ausgelegt ist, am Kinn des Benutzers innerhalb eines Raumanzugs der existierenden Form getragen zu werden. Die Maske wird durch ihr Aufblasen expandiert, so daß sie auf den Mund des Benutzers ausgerichtet ist oder an ihm anliegt und umfaßt einen Behälterraum oder Sammelraum für die Aufnahme von Erbrochenem. Eine Leitung, die mit dem Innenraum der Maske verbunden ist, setzt diese unter Saugdruck, um das Erbrochene positiv in dem Sammelbehälter zu halten. Ein im Inneren des Behälterraums angeordneter

Filter verhindert, daß das Erbrochene die Saugleitung verstopft. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform wird die Maske durch Zufuhr eines Gases, vorzugsweise Sauerstoff, aus einem kleinen Zylinder aufgeblasen, indem das Gas dem Innenraum einer Vielzahl von aufblasbaren Kammern zugeführt wird, die in der Seitenwand der Maske ausgebildet sind. Wenn sie nicht aufgeblasen ist, wird die Maske von einer Vielzahl von Federn oder elastischen Bändern in einem zusammengeklappten oder zusammengerollten Zustand kontrahiert, die ebenfalls in der Seitenwand der Maske angeordnet sind. Die Expandierbarkeit der Maske durch Aufblasen und die zusammengeklappte, kontrahierte Konfiguration machen die Maske sowohl im aufgeblasenen als auch im kontrahierten Zustand kompakt, ermöglichen es, daß die Maske in den Raumfahrtanzugs-Helmen auf bequeme Weise verwendet werden kann, ohne daß diese umgestaltet werden müssen, und daß sie,ohne die Sicht des Benutzers zu stören, getragen werden kann. Der Luftvorrat zum Aufblasen der Maske kann im Maskeninneren vorgesehen sein und von Betätigungsgriffen betätiabar sein, die sich von dem Vorrat in einen Bereich in der Nähe des Mundes des Benutzers erstrecken, so daß die Maske durch den Mund des Benutzers ohne Einschalten der Hände betätigt werden kann.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine Schnitt-Seitenansicht der erfin

dungsgemäßen Reinhaltevorrichtung;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der erfin-

dungsgemäßen Reinhaltevorrichtung;

-δι Fig. 3 eine schematische Darstellung des Luftversorgungssystems zum Aufblasen der Vorrichtung;

Fig. 4 eine Frontansicht der Vorrichtung im

kontrahierten oder zurückgezogenen Zustand, und zwar beim Tragen durch einen Benutzer; und

Fig. 5 eine Frontansicht ähnlich der aus Fig.4,

wobei jedoch diesmal die Vorrichtung in expandiertem (aufgeblasenem) Zustand dargestellt ist.

Bezugnehmend auf die Figuren, und insbesondere auf die Fig. 1 und 3, umfaßt die erfindungsgemäße Reinhaltevorrichtung eine flexible Maske 10, die eine abgeschnittene, birnen- oder kolbenförmige Seitenwand 15 aus einem geeigneten Material, wie beispielsweise einem Vinylpolymeren oder einem gummierten Gewebe, aufweist. Die Seitenwand 15 ist mit elastischen Federn 20 versehen, die in diese eingearbeitet sind, wobei diese Federn 20 aus Materialien wie beispielsweise elastischen Gummibändern oder Feder-Stahldrähten bestehen und so vorgespannt sind, daß sie sich im Uhrzeigersinne (bei einer Betrachtung gemäß Fig. 1) schraubenartig aufrollen, um die Maske in einem kontrahierten Zustand zusammenzuklappen. Die Seitenwand umfaßt ferner eine Mundöffnung 25, die von einer flexiblen Abdeckung 30 aus einem Frottiertuch oder einem ähnlichen Material umgeben ist, das einen relativ groben, jedoch weichen Griff aufweist, wobei die Abdeckung 30 das Gesicht des Benutzers berührt, wenn die Vorrichtung bei der Benutzung expandiert ist. Die Abdeckung 30 weist eine öffnung 35 auf, die die Eingangsöffnung darstellt, durch die das Erbrochene aus dem Mund des Benutzers in den Innenraum der Maske abgegeben wird. Der grobe Griff der Abdeckung 30 erhöht den Komfort

der Maske_rda er es dem Benutzer ermöglicht, ein Jucken im unteren Gesichtsbereich durch Scheuern an der Abdeckung zu bekämpfen.

Die Maske ist auch an der Innenoberfläche ihrer Seitenwand mit einem Balg 40 versehen, der eine Vielzahl von hohlen, elastischen, aufblasbaren Kammern 45 umfaßt, die aus irgendeinem Material, wie beispielsweise Synthesegummi, hergestellt sind, das für das Fluid, mit dem der Balg aufgeblasen wird, undurchlässig ist. Der Balg kann einstückig mit der Seitenwand verbunden sein oder an diese beispielsweise durch Verkleben angefügt sein, und er ist mit einem Verteilerabschnitt 50 verbunden, der mit einem Druckzylinder 55 in Verbindung steht, der das Fluid (beispielsweise gasförmigen Sauerstoff) enthält, mit dem der Balg aufgeblasen wird. Ein Ventil 60 ist in dem Verteiler 50 angeordnet und wird durch den Betätigungsgriff 6 5 betätigt, der sich in einen Bereich in der Nähe des Mundes des Benutzers erstreckt, wobei dieses Ventil die Zufuhr des Fluids aus dem Zylinder in den Balg steuert. Eine Ablaß-Leitung 70, die mit dem Verteiler 50 in Verbindung steht, ist mit einem Ablaßventil 75 versehen. Das Ablaßventil 75 wird durch einen Betätigungsgriff 80 betätigt, das sich, ähnlich wie der Betätigungsgriff 65, in einen Bereich in der Nähe des Mundes des Benutzers erstreckt und durch diesen Mund betätigbar ist, so daß das Fluid aus dem Balg abgelassen wird und die Maske zusammenfällt. Wie am besten in Fig. 1 zu erkennen ist, sind der Verteiler, die Druckpatrone und das Einlaß- und das Auslaß-Ventil innerhalb der Maske in deren unterem Bereich angeordnet, wobei sich hier die Ventil-Betätigungshebel nach oben durch die Kante der Seitenwand erstrecken, die die Mundöffnurig 25 definiert, sowie durch den darüberliegenden Bereich der flexiblen Abdeckung 30.

Ein flüssigkeitsabsorbierender Filter 85 mit einer Vielzahl von Schichten aus einem Material wie Baumwollgaze

-ιοί ο.dgl. erstreckt sich quer zur Maske, an deren Umfang er durch Annähen o.dgl. befestigt ist. Der Filter, die darüber befindliche Seitenwand der Maske sowie die flexible Abdeckung 30 definieren einen Behälterraum zum Sammein und für die positive Aufnahme von Erbrochenem. Die Anordnung des Filters relativ zu der Druckpatrone und den Ventilen schließt die Möglichkeit einer Verschmutzung dieser Teile durch das Erbrochene in dem Behälterraum weitestgehend aus.

Die Seitenwand 15 endet in einer Leitung 90, die über den Filter 85 mit dem Innenraum des Behälterraums kommuniziert. Ein an den Behälterraum über die Leitung 90 und den Filter 85 angelegter Saugdruck fängt alle festen Teilchen aus dem Erbrochenen auf dem Filter, wodurch das Risiko einer unerwünschten Verschmutzung des Ventilationssystems des Raumanzugs oder einer Einatmung durch den Benutzer minimal gemacht wird. Das gegenüberliegende Ende der Leitung 90 (nicht gezeigt) kann durch irgendeinen Bereich des Raumfahrtanzugs mit der äußeren Umgebung (mit dem Null-Luftdruck des Weltraums) verbunden sein, um den erwähnten Saugdruck zu erzeugen. Alternativ dazu kann die Leitung auch mit der Rückführung des Ventilationssystems des Raumfahrtanzugs verbunden sein, wodurch ebenfalls ein Netto-Luftstrom weg vom Innenraum der Maske geschaffen wird, um die Feststoffe des Erbrochenen positiv auf dem Filter zu fangen. Der flüssige Anteil des Erbrochenen wird von dem Filter absorbiert.

Ein Befestigungsmittel, wie beispielsweise ein Stück eines Klettverschlußmaterials 95, kann an der Verbindung der Seitenwand 15 und der Leitung 90 vorgesehen sein, um die Maske an einem Kleidungsstück, wie beispielsweise dem flüssigkeitsgekühlten Ventilationsanzug, der normalerweise von dem Benutzer getragen wird, zu befestigen.

Bezugnehmend auf die Fig. 4 und 5 wird die Benutzung der Maske wie folgt erläutert- Bezugnehmend auf Fig. 4 halten die Federn 20 vor dem Aufblasen des Balgs die Maske in einem zusammengerollten (kontrahierten) Zustand unterhalb des Kinns des Benutzers. Wenn der Benutzer das Gefühl hat, die Maske zu brauchen, Öffnet er das Einlaßventil mit Hilfe seines Mundes, wodurch der Balg aufgeblasen wird und die Maske sich entfaltet und am Mund des Benutzers anliegt. Das aus dem Mund des Benutzers in die Öffnung 35 abgegebene Erbrochene wird auf dem Filter 85 gefangen, wobei der Filter den flüssigen Anteil des Erbrochenen absorbiert. Die Maske kann dann wieder in die in Fig. 4 gezeigte Anordnung aufgerollt werden, indem der Benutzer mit seinem Mund das Öffnungsventil 75 betätigt.

Es dürfte leicht zu verstehen sein, daß durch den Saugdruck und die Anordnung des Filters der erfindungsgemäßen Reinhaltevorrichtung das Erbrochene in wirksamer Weise positiv innerhalb der Maske gehalten wird. Die Kompaktheit der Maske sowohl im expandierten als auch im kontrahierten Zustand gestattet es, die Maske im Inneren gegenwärtig bereits existierender Helme von Raumfahrtanzügen anzuordnen, ohne daß diese umgestaltet werden müssen. Die minimale Anzahl von auftretenden Einzelteilen macht zudem die Herstellung der Maske wirtschaftlich vorteilhaft. Die Miniatur-Gaspatrone und die mundbetätigten Ventile gestatten eine Benutzung der Vorrichtung ohne Verwendung der Hände. Die Maske ist durch einfaches Reinigen ihres Innenraumes und/ oder durch Ersetzen des Filters, periodisches Auswechseln oder Wiederaufladen des Zylinders 55 wiederverwendbar und ist infolge ihrer einfachen Bauweise und der verwendeten Materialien zuverlässig, sicher und bequem.

Obwohl die erfindungsgemäße ReInhaltevorrichtung in dieser Beschreibung anhand eines speziellen Ausführungsbeispiels erläutert wurde, ist es für den Fachmann klar, daß

für die konkret beschriebenen Lösungen zahlreiche Variationen und Äquivalente möglich sind, die für den Fachmann auf der Hand liegen. So können beispielsweise verschiedene Mechanismen wie zum Beispiel handbetriebene, druckempfindliehe Schalter oder elektrische Solenoide dazu verwendet werden, die Aufblas- und Auslaß-Ventile zu betätigen. Obwohl ferner spezifische Materialien beschrieben wurden, können alternative äquivalente Materialien verwendet werden, ohne daß der Bereich der vorliegenden Erfindung verlassen wird. So wurde zwar als ein geeignetes Fluid zum Aufblasen des Balges Sauerstoff beschrieben, es dürfte jedoch sofort einleuchten, daß andere Fluide, wie Wasser, und verschiedene andere Gase mit gleichem Nutzen verwendet werden könnan.

Alle derartigen Variationen und Modifikationen fallen in den Bereich der vorliegenden Erfindung, wie sie durch die Patentansprüche beschrieben wird.

Al

- Leerseite -

Claims

Dipl.-Ohem. Dr. Stefren ANDRAE Dipl.-Phys. Dieter FLACH Dipi.-tng. Dietmar HAUG Dipl.-Chem. Dr. Rfchard KNEiSSL 'B> PATENTANWÄLTE Steinsfr. 44, D-80CX) München 80 Anm: United Technologies Corporation Hartford, Ct. 06101, V. St.A. Az.: 284 AS/sc Reinhaltevorrichtung für den Helm eines Raumfahrtanzuges Patentan sprüche

1. Reinhaltevorrichtung für die kontrollierte Aufnahme von Erbrochenem im Helm eines Raumfahrtanzugs, die gekennzeichnet ist durch

eine im Normalzustand kontrahierte Maske (10), die dafür bestimmt ist, im Bereich des Kinns des Benutzers getragen zu werden, wobei diese Maske (1Q) durch Aufblasen so expandierbar ist, daß sie auf den Mund des Benutzers gerichtet ist, und mit einem Behälterraum für die Aufnahme des Erbrochenen versehen ist;

eine Leitung (90), die über eines ihrer Enden mit dem Innenraum des genannten Behälterraums in einer Fluidverbindung steht und diesen unter Saugdruck setzen kann, so daß das Risiko, daß das Erbrochene aus dem genannten Behälterraum herausgelangt, minimal gemacht wird; und einen Filter (85), der in dem Behälterraum angeordnet ist und auf dem das Erbrochene aufgefangen wird, so daß ein Verschmutzen der Leitung (90) durch das Erbrochene verhindert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske (10) in ihren Wänden mit einem Balg (40) versehen ist, der von einer Vielzahl von aufblasbaren Kammern (45) gebildet wird, wobei das Aufblasen dieser Kammern (45) die Maske (10) so expandiert, daß sie auf den Mund des Verwenders ausgerichtet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske (10) mit elastischen Elementen (20) versehen ist, die die Maske (10) in dem kontrahierten Zustand halten, wenn sie unaufgeblasen ist, wobei die Elastizität der elastischen Elemente (20) durch das Aufblasen der Maske (10) so überwunden wird, daß die Maske (10) in Ausrichtung auf den Mund des Benutzers gehalten wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske (10) eine Seitenwand (15) aufweist, die so aufgebaut ist, daß die elastischen Elemente (20) in ihr eingebettet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske (10) in einem zusammengeklappten oder zusammengerollten Zustand kontrahiert ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil des Filters (85) ein flüssigkeitsabsorbierendes Material umfaßt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske (10) einen Fluidvorrat (55) in ihrem Inneren aufweist und eine Seitenwand (15) aufweist, die eine Vielzahl von aufblasbaren Kammern (45) umfaßt, die an der Seitenwand angeordnet sind, wobei der Fluidvorrat

(55) in einer wahlweisen Fluidverbindung mit den genannten Kammern (45) steht, um diese aufzublasen und die

Maske (10) zu expandieren, so daß sie in eine ausgerichtete Stellung am Mund des Benutzers gebracht wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die wahlweise Verbindung zwischen dem Fluidvorrat (55) und den aufblasbaren Kammern (4 5) durch Ventilelemente (60) gesteuert wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilelemente (60) einen Betätigungsgriff

(65) umfassen, der so von der Maske (10) gehalten wird,
daß er durch den Mund des Benutzers zum Zwecke einer
handfreien Betätigung der Ventilelemente (60) erreichbar und betätigbar ist.
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10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske (10) einen Seitenwandaufbau (15) mit
einer Mundöffnung (25) in deren einem Ende aufweist, wobei die Mundöffnung (25) teilweise durch eine biegsame

Abdeckung (30) mit einer Öffnung (35) abgeschlossen ist, die am Mund des Benutzers in Anlage gebracht werden kann, wobei die Öffnung (35) eine Einlaßöffnung für das Erbrochene in den Behälterraum bildet.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Abdeckung (30) eine grobe Oberflächenstruktur aufweist, um den Tragekomfort der Maske (10) für den Benutzer zu verbessern.