DE60024125T2

DE60024125T2 - Verfahren zum anbringen von komponenten an filtermaterial, das in atemschutzmasken verwendet werden kann

Info

Publication number: DE60024125T2
Application number: DE60024125T
Authority: DE
Inventors: T. Desmond CURRAN; I. Elfed WILLIAMS
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 1999-10-19
Filing date: 2000-03-24
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2020-03-25
Also published as: DE60043518D1; ATE309844T1; US20050252839A1; EP1647311A1; JP2003512104A; ATE451148T1; AU3923600A; US20010029952A1; JP4627396B2; BR0014807A; BR0014807B1; AU772555B2; US20040035426A1; KR100661936B1; US6604524B1; KR20020064885A; MXPA02003845A; US6959709B2; US7069931B2; US7007695B2

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Technik zum Anbringen einer oder mehrerer Komponenten an Filtermaterial einschließlich derartigen Materials von jener Art, die zur Verwendung bei der Herstellung von Atemschutzmasken besonders geeignet ist. Im Besonderen betrifft die vorliegende Erfindung Verfahren zum Anbringen einer oder mehrerer Komponenten an Filtermaterial, wobei ein bevorzugtes Verfahren eines ist, das auch für eine automatisierte Herstellung als Teil eines Hochgeschwindigkeits-Herstellungssystems geeignet ist. Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Kombination von Filtermaterial mit einer Komponente, die nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung aneinander angebracht werden. Typische Komponenten, die an Atemschutzmasken angebracht werden, beinhalten Ventile, Stirnbänder, und dergleichen.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Filtermaterial kann in jeder beliebigen Anzahl von unterschiedlichen Arten von Filtern aufgenommen sein und/oder in Filtervorrichtungen gebildet oder anderweitig eingebaut sein. In jedem Fall kann es wünschenswert sein, eine Komponente am Filtermaterial anzubringen, um die Vereinigung des Filtermaterials mit anderen Elementen oder das Aufbauen des Filtermaterials als Filtervorrichtung zu erleichtern. Filtermaterial selbst weist typischerweise ein Medium auf, das fähig ist, einen Fluidfluss durch das Medium zu gestatten, aber Öffnungen oder Durchgänge durch das Medium definiert, die den Durchgang von partikulären Stoffen oder dergleichen durch das Filtermedium beschränken. Derartige Medien können im Übrigen anstatt der oder zusätzlich zur Schwebeteilchenentfernung zum Entfernen jedweden Bestandteils eines Fluids aus dem Fluid, während dieses durch das Filtermedium verläuft, gestaltet sein (d.h., durch Anziehung oder chemische Reaktion).
Die vorliegende Erfindung wurde insbesondere für die Herstellung von Atemschutzmasken entwickelt, die in einer breiten Vielfalt von Anwendungen zum Schutz des Atmungssystems eines Benutzers vor Verschmutzungen und/oder unangenehmen oder schädlichen Gasen in der Luft benutzt werden. Außerdem benutzen Bereitsteller von medizinischer Betreuung derartige Atemschutzmasken, um die Ausbreitung schädlicher Mikroorganismen entweder zum oder vom Bereitsteller zu verhindern.
Verschiedenste Formen von Atemschutzmasken sind im Handel erhältlich, von denen einige als "wegwerfbar" kategorisiert werden, da sie zur Verwendung für verhältnismäßig kurze Zeiträume bestimmt sind. Andere nichtwegwerfbare Atemschutzmasken können austauschbare Filter aufweisen, selbst wenn die Masken selbst wiederverwendbar sind. Wegwerbare Masken weisen typischerweise einen Maskenkörper auf, der überwiegend aus einem Luftfiltermaterial gebildet ist und so geformt oder gestaltbar ist, dass er mindestens über der Nase und dem Mund einer Person sitzt. Austauschfilter für nichtwegwerfbare Masken weisen typischerweise eine Schicht eines Luftfiltermaterials zusammen mit bestimmten strukturellen Komponenten auf, wodurch der Filter mit der wiederverwendbaren Maske verbunden werden kann.
Wegwerfbare Atemschutzmasken können im Allgemeinen in eine von mehreren Kategorien eingeteilt werden, von denen einige wie folgt angeführt werden: 1) biegsame flache Masken, die manchmal gefaltet oder gefältelt sind und so in der Größe bemessen sind, dass sie verhältnismäßig flach über der Nase und dem Mund einer Person sitzen; 2) faltbare Masken, die in einen flachen Zustand gefaltet und in einen becherartigen verwendbaren Zustand entfaltet werden können, in dem sie über der Nase und dem Mund einer Person sitzen können, und; 3) geformte Masken, die in ihren verwendbaren Zustand vor geformt sind. von diesen kann jede Art der zusammengefalteten Masken flach verpackt und mit passenden Säumen, Falten und/oder Falzen versehen sein, um sich an die Verwendung anzupassen. Die Masken des faltbaren Typs, die in einen becherartigen Zustand entfaltet werden können, sind üblicherweise mit Feldern ausgebildet, die durch Nähte, Falten und/oder Falze definiert sind, welche ermöglichen, dass die Maske zur im Allgemeinen becherförmigen Gestaltung geöffnet wird. Geformte Masken andererseits sind zu einer gewünschten Gestaltung, die auf dem Gesicht sitzt, vorgeformt und behalten diese Gestaltung im Allgemeinen während der Verwendung. Wenn eine zusammengefaltete oder geformte Maske in Verwendung steht, bildet der Maskenkörper bis zu mindestens einem gewissen Grad eine Atmungszone um mindestens die Nase und den Mund des Trägers. Luft wird durch das Luftfiltermaterial in die Atmungszone gezogen, wenn der Träger einatmet.
Wegwerfbare Atemschutzmasken enthalten im Allgemeinen mindestens eine angebrachte Komponente, die an einer oder durch eine Schicht von Filtermaterial oder Verbundmaterial, das eine Schicht von Filtermaterial aufweist, angebracht ist. Zum Beispiel weisen fast alle derartigen Masken ein Stirnband, Bänder oder andere Mittel, durch die die Maske am Kopf des Benutzers befestigt werden kann, auf. Überdies ist bekannt, dass derartige Masken auch andere angebrachte Komponenten wie etwa Ventile, Nasenklammern und Gesichtsschutzschilde aufweisen.
Einige Verfahren, die häufig eingesetzt werden, um derartige Komponenten anzubringen, beruhen auf der Verwendung des Wärmeschweißens oder Ultraschallschweißens, wie etwa, zum Beispiel, in der US-Patentschrift Nr. 5,325,893 beschrieben ist. Diese Verfahren sind vorteilhaft, da sie eine solche Komponente auf eine solche Weise anbringen können, dass die Komponente wirkungsvoll mit dem Filtermaterial versiegelt ist. Das heißt, da das Schweißen die ganze Strecke um die Komponente herum vorgenommen werden kann, kann das Filtermaterial, das wahrscheinlich ein faseriges Material ist, thermoplastisch mit sich selbst und der Komponente verschweißt werden. Somit kann die Komponente derart an das Filtermaterial gesiegelt werden, dass die Filterungswirkung des Filtermaterials an der Anbringungsschnittstelle nicht beeinträchtigt wird. Doch Schweißtechniken sind im Allgemeinen teurer und komplexer als andere Techniken, da sie die Bereitstellung einer verhältnismäßig komplexen Ausrüstung zum Durchführen des Ultraschall- oder Wärmevorgangs benötigen und, besonders, wenn faseriges Material mit einer Komponente verbunden wird, ein ausreichendes Steuersystem benötigen, um sicherzugehen, dass sich eine gute Anbringung ergibt.
Alternativ ist für einige Komponenten und andere Formen von Atemgeräten die Verwendung einer Klebstoffbindung bekannt. Der Vorteil der Klebstoffbindung ist, dass, wie beim Schweißen, eine wirkungsvolle Verbindung viel leichter bereitgestellt werden kann. Das heißt, sofern der Klebstoff sowohl mit dem Filtermaterial als auch mit der Komponente kompatibel ist, kann er die ganze Strecke um die Komponente herum aufgebracht werden, um eine gute Anbringung zu erzeugen. Die durch die Anbringung erzeugte Versiegelung wird jedoch nur dort verbessert, wo der Klebstoff aufgebracht ist. Das heißt, durch den Klebstoff kann eine äußere Schicht (bei der es sich um Filtermaterial oder anderes handeln kann) an der Komponente angebracht und damit versiegelt werden, doch können andere Schichten möglicherweise nicht miteinander, mit der äußeren Schicht oder mit der Komponente versiegelt werden. Somit kann eine gute Versiegelung (d.h. zum Beispiel eine, die größeren Teilchen als es die Funktion des Filters ist, keinen Durchgang gestattet) beeinträchtigt sein. In jedem Fall erfordert eine derartige Klebstoffanbringungstechnik die zusätzlichen Ausgaben für den Klebstoff und benötigt sie fer ner die Bereitstellung eines Mittels zum Abgeben und Steuern der Aufbringung des Klebstoffs. Dies erhöht die Kosten und die Komplexität.
In anderen Situationen sind auch mechanische Klammertechniken bekannt, einschließlich der Verwendung von Befestigungsmitteln wie Heftklammern oder anderen Klammerstrukturen. Derartige mechanische Systeme weisen den allgemeinen Vorteil auf, dass sie keine komplexen Bindeausrüstungen wie etwa Wärme- und/oder Ultraschallgeneratoren und -steuerungen oder Klebstoffabgabe- und -aufbringungsvorrichtungen und -steuerungen benötigen. Doch ein mechanisches Klammersystem selbst kann andererseits statt dessen komplexe Ausrichtungs- und Steuermechanismen benötigen. Beispiele für mechanische Anbringungstechniken sind in den US-Patentschriften Nr. 5,374,458 und 5,080,094 und in den veröffentlichten internationalen Anmeldungen WO 96/11594 und 96/28217 offenbart.
In WO 96/28217 ist eine persönliche Atemschutzvorrichtung offenbart, die einen mittleren Abschnitt aufweist, der einen ersten und einen zweiten Rand aufweist. Ein flaches erstes Element und ein flaches zweites Element sind entweder durch eine Faltlinie, eine Naht, eine Schweißung oder eine Bindung mit dem ersten Rand bzw. dem zweiten Rand verbunden. Ferner ist mindestens eines aus dem mittleren Abschnitt und dem ersten und dem zweiten Element aus dem Filtermedium gebildet. Ein Ausatemventil ist optional in einen Gewebeaufbau an einer Ventilstation eingesetzt, wobei die Ventilstation vorzugsweise ein Loch in der Nähe der Mitte des Gewebeaufbaus bildet. Das Ventil kann durch Klammern im Loch zurückgehalten werden.
Die größte Sorge bei der Verwendung eines mechanischen Befestigungsmittels oder eines Klammersystems ist die Erzeugung einer wirkungsvollen Versiegelung, d.h., einer, die keiner bedeutenden Menge einer Verunreinigung, welche andernfalls durch das Filtermaterial, an dem die Komponente angebracht ist, ausgeschlossen werden soll, einen Durchgang gestatten wird. Dieses Problem kann je nachdem, wo an der Maske, zum Beispiel, die Komponente angebracht ist (wie etwa, zum Beispiel, direkt vor der Nase des Benutzers im Gegensatz zu einem Punkt zur Seite hin), unterschiedlich sein. Außerdem können bestimmte mechanische Klammerverfahren nicht nur die Bereitstellung einer zusätzlichen Befestigungskomponente benötigen, sondern auch zusätzliche Ausrichtungs- und Befestigungsmittel- oder Klammermanipulationsschritte benötigen.
Diese Anbringungsverfahren werden auch auf anderen Gebieten eingesetzt, wenn es nötig ist, Komponenten an einem Fluidfiltermaterial zu befestigen, zum Beispiel bei der Herstellung von Luftfiltern, wie etwa Staubsaugerbeuteln, und Ölfiltern. Ein Beispiel einer mechanischen Klammertechnik, die außerhalb des Gebiets der Fluidfilterung verwendet wird, ist in den US-Patentschriften Nr. 4,909,434; 5,125,886 und 5,199,635 offenbart, wo eine mechanische Klammerung verwendet wird, um eine Ausgussnase an einem Flüssigkeitsbehälter zu befestigen (in manchen Fällen in Kombination mit einer Heißversiegelung).
US-A-2,341,566 betrifft Masken, die das gesunde Atmen in Atmosphären fördern, die entweder mit Staub, Chemikalien oder Giftgasen verschmutzt sind. Die Maske weist in einer Ausführungsform ein Kunststoff-Ausatemventil auf, das unter Verwendung einer Metallklemme an einem Stoffmaskenkörper befestigt ist.
US-A-3,003,499 betrifft Gesichtsmasken, und genauer einen Einlassventilaufbau, der zur Anbringung in derartigen Masken gestaltet ist. In einer Ausführungsform weist die Maske einen Einlassventilaufbau auf, der unter Verwendung eines Metallflansches an einem Luftfilter befestigt ist.
KURZDARSTELLUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung überwindet die Mängel und Unzulänglichkeiten des Stands der Technik, indem sie eine mechanische Anbringungstechnik bereitstellt, die zum Anbringen von Komponenten an Filtermaterial und zum Erzeugen einer wirkungsvollen Versiegelung zwischen dem Filtermaterial und der Komponente geeignet ist. Außerdem beinhaltet die vorliegende Erfindung eine derartige Technik, die als Teil eines Inline-Herstellungssystems ausgeführt werden kann und besonders an Hochgeschwindigkeits-Fertigungsstraßen verwendbar ist.
Außerdem benutzt ein Verfahren der vorliegenden Erfindung eine am Filtermaterial anzubringende Komponente, die eine Basisseite und ein Erweiterungselement aufweist, das verwendet wird, um die Komponente an das Filtermaterial zu klemmen, indem das Erweiterungselement durch das Filtermaterial geführt wird und mindestens ein Abschnitt davon an der anderen Seite des Materials von seiner Basisseite her mit dem Filtermaterial oder einem Filtermaterial enthaltenden Verbundmaterial in Kontakt gebracht wird. Vorzugsweise steht das Erweiterungselement die ganze Strecke um eine Öffnung, die durch das Material hindurch bereitgestellt ist und durch die das Erweiterungselement verläuft, herum mit der anderen Seite des Materials in Kontakt, um ganz um die Komponente herum eine wirkungsvolle Versiegelung zu erzeugen.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung weist einen Schritt des Einfügens des Erweiterungselements der Komponente durch die Öffnung des Materials und danach des Durchführens eines Verformungsschritts auf, um zu verursachen, dass das Erweiterungselement verformt wird, damit eine Oberfläche davon in einem ausreichenden Kontakt mit dem Material steht, um eine wirkungsvolle Versiegelung zwischen der Komponente und dem Material her zustellen. Vorzugsweise wird das Material während des Verformungsschritts mindestens teilweise derart zwischen der verformten Oberfläche und der Basis der Komponente komprimiert, dass eine wirkungsvolle Versiegelung verbessert wird, besonders, wenn das Filtermaterial ein Verbundmaterial ist, das mehr als eine Schicht aufweist (so dass sich die mehreren Schichten auch aneinander siegeln).
Eine derartige Technik und ein Verfahren zum Anbringen einer Komponente an Filtermaterial ist insbesondere darin vorteilhaft, dass die Komponenten durch eine mechanische Klammeranordnung, die zur Bereitstellung einer wirkungsvollen Versiegelung mit dem Filtermaterial mit einem Mindestmaß an Systemkomplexität wirkungsvoll ist, verhältnismäßig leicht an einem solchen Filtermaterial angebracht werden können. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung benötigt keine Bereitstellung jeglicher zusätzlicher Komponente, die handgehabt und positioniert werden muss, zusätzlich zur Komponente, da das Erweiterungselement zur gleichen Zeit positioniert wird, wie die Komponente am Filtermaterial positioniert wird. Vorzugsweise ist das Erweiterungselement einstückig mit der Komponente hergestellt. Der Verformungsschritt kann abhängig vom Material, aus dem der Erweiterungsabschnitt der Komponente hergestellt ist, als ein Kaltformverfahren ohne das Hinzufügen von Hitze oder als Teil eines thermalen oder Warmformverfahrens durchgeführt werden. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist besonders zur Verwendung als Teil eines Inline-Herstellungssystems anpassbar, das bei verhältnismäßig hohen Geschwindigkeiten durchgeführt werden kann.
Genauer betrifft die vorliegende Erfindung das Bereitstellen eines alternativen Verfahrens zum Anbringen einer Komponente, zum Beispiel eines Ausatemventils, an Luftfiltermaterial, das einen Teil einer Atemschutzmaske bildet.
Die obenerwähnten Vorteile der vorliegenden Erfindung können durch Bereitstellen einer Komponente und eines Gewebes erreicht werden, wobei die Komponente am Gewebe angebracht wird, das eine erste und eine zweite Hauptfläche und eine Öffnung aufweist, wobei die Komponente eine Basis aufweist, die gegen die erste Hauptfläche des Materials angeordnet wird, und ein Erweiterungselement aufweist, das sich von der Basis durch die Öffnung erstreckt und einen verformten Abschnitt davon aufweist, der zum Basisabschnitt zurückgebogen wurde, wobei mindestens ein Teil davon derart gegen die zweite Hauptfläche des Fluidfiltermaterials angeordnet ist, dass die Komponente mechanisch in einem fluiddichten Verhältnis zum Material gehalten wird. Vorzugsweise ist das Filtermaterial im angebrachten Zustand der Komponente und des Gewebes mindestens etwas komprimiert.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Herstellung einer wie oben dargelegten Gewebe-Komponenten-Kombination bereit, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Bereitstellen eines Gewebes, das eine Schicht Filtermaterial aufweist, wobei das Gewebe eine erste und eine zweite Hauptfläche und eine Öffnung aufweist, Bereitstellen einer Komponente, die eine Basis und ein verformbares Erweiterungselement aufweist, das sich von der Basis erstreckt, Anordnen der Komponente gegen die erste Hauptfläche des Gewebes, wobei sich das Erweiterungselement durch die Öffnung erstreckt, und dann Verformen des Erweiterungselements derart zurück zur Basis, dass mindestens ein Teil des Erweiterungselements gegen die zweite Hauptfläche des Gewebes anstößt und die Komponente in einem fluiddichten Verhältnis zum Material hält.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittansicht durch eine Komponente, die sich im Verlauf der Anbringung an Filtermaterial durch ein Verfahren zum Anbringen der Komponente nach der vorliegenden Erfindung befindet;
2 ist eine hintere Flachansicht der in 1 veranschaulichten Komponente im Verlauf der Anbringung am Filtermaterial;
3 ist eine 1 ähnliche Querschnittansicht, die jedoch die Komponente zeigt, wie sie durch ein Verfahren nach der vorliegenden Erfindung am Filtermaterial angebracht ist;
4 ist eine 2 ähnliche hintere Flachansicht, um die Komponente als durch ein Verfahren nach der vorliegenden Erfindung am Filtermaterial angebracht zu zeigen;
5A bis 5E sind aufeinander folgende schematische Darstellungen einer Komponente im Verlauf der Anbringung an Filtermaterial durch ein Verfahren nach der vorliegenden Erfindung, wobei im Besonderen 5A eine Komponente zeigt, die in einer Öffnung angeordnet ist, welche durch eine Schicht von Filtermaterial bereitgestellt ist, wobei die Komponente auch eine mittlere Öffnung und ein die mittlere Öffnung umgebendes Erweiterungselement aufweist, wodurch die Komponente am Filtermaterial angebracht werden soll, und eine Bildungsstanz- und Formbaugruppe in einem völlig offenen Zustand zeigt, wobei die Pressform angeordnet ist, um die Komponente zu tragen und sich in die mittlere Öffnung der Komponente zu erstrecken, und die Stanze vom Erweiterungselement der Komponente beabstandet ist; 5B die Komponente durch das Filtermaterial angeordnet zeigt, wobei die Stanze vorgeschoben ist, um mit dem Erweiterungselement der Komponente in Kontakt zu stehen und seine Verformung zu beginnen; 5C die Komponente durch das Filtermaterial angeordnet zeigt, wobei die Stanze weiter vorgeschoben ist, um mit einem Anschlagabschnitt der Pressform in Kontakt zu treten, und wobei das Erweiterungselement der Komponente weiter verformt ist; 5D die Komponente durch das Filterelement angeordnet zeigt, wobei die Stanze mit der Pressform in Kontakt steht und eine zweite Komponente der Stanze weiter vorgeschoben ist, um das Erweiterungselement zur Komponente zurück zu biegen; und 5E die Komponente durch das weitere Vorschieben der zweiten Komponente der Stanze, wobei das Erweiterungselement ausreichend zur Komponente zurück und derart verformt wird, dass mindestens ein Flächenabschnitt des verformten Erweiterungselements gegen das Filtermaterial anstößt, um ein mechanisches Klammern der Komponente an das Filtermaterial bereitzustellen, durch das Filtermaterial angeordnet und daran angebracht zeigt;
6 ist eine vergrößerte teilweise Schnittansicht des Erweiterungselements der Komponente von 1 bis 5, die eine abgeänderte Bildung davon veranschaulicht, wobei die Erweiterung von der Komponentenseite zu ihrer Spitze hin verjüngt ist und eine Ausbuchtung aufweist, um ihre Anbringung an einer Schicht Filtermaterial zu erleichtern;
7 ist eine 6 ähnliche vergrößerte teilweise Schnittansicht, wobei die Erweiterung von der Komponentenseite zu ihrer Spitze hin verjüngt ist und Rillen aufweist, die definiert sind, um geschwächte Zonen bereitzustellen, die Krümmungen definieren werden, welche während des Anbringungsvorgangs gebildet werden;
8 ist 3 ähnlich, zeigt aber eine alternative Gestaltung einer Weise zum Anbringens des Filtermaterials an einer Komponente;
9 ist ebenfalls 3 ähnlich, zeigt aber noch eine andere alternative Gestaltung einer Weise zum Anbringen des Filtermaterials an einer Komponente;
10 ist eine perspektivische Ansicht eines Ausatemventils, das zur Verbindung mit einer Atemschutzmas ke nach der vorliegenden Erfindung geeignet ist;
11 ist eine Hinteransicht des Ausatemventils von 10;
12 veranschaulicht das Ausatemventil von 10 und 11 an einer Atemschutzmaske angebracht und am Gesicht des Benutzers angeordnet;
13 ist eine Hinteransicht einer Atemschutzmaske, die ein Ausatemventil aufweist, wobei die Atemschutzmaske vom gefalteten Typ ist und in einem ungefalteten Zustand veranschaulicht ist;
14 ist eine perspektivische Ansicht der Atemschutzmaske von 13 von der Vorderseite her, wobei sich die Atemschutzmaske in einem gefalteten Zustand befindet;
15 ist eine perspektivische Ansicht der Atemschutzmaske von 13 von der Rückseite her, wobei sich die Atemschutzmaske in einem gefalteten Zustand befindet;
16 ist eine schematische Darstellung eines Inline-Vorgangs zur Herstellung von Atemschutzmasken wie in 12 bis 15 veranschaulicht, aufweisend Vorgangsschritte zum Anbringen einer Komponente, nämlich eines Ausatemventils, an jeder der Atemschutzmasken in Reihe mit der Herstellung der Atemschutzmasken aus mehreren Schichten einschließlich einer Schicht Filtermaterial;
17 ist eine teilweise Draufsicht, die den der Reihe nach erfolgenden Aufbau von Schichten bei der Herstellung eines Verbundgewebematerials einschließlich eines Filtermaterials, das zur Herstellung von Atemschutzmasken der Art, die nach dem Vorgang von 16 aufgebaut sind, geeignet ist, zeigt;
18 ist eine teilweise Draufsicht auf die Materialien bei der Herstellung der Atemschutzmasken nach einem Vorgang von 16, wobei die Atemschutzmasken teilweise nach der Bildung von Faltlinien und Seitenkantenheißversiegelungen gebildet werden;
19 ist eine teilweise Hinteransicht der Materialien bei der Herstellung der Atemschutzmasken nach dem Vorgang von 16, wobei die Atemschutzmasken im Wesentlichen gebildet sind und Stirnbandmaterial an den Atemschutzmasken angeordnet und damit verbunden ist;
20 ist eine teilweise Hinteransicht von mehreren Atemschutzmasken, die nach einem Vorgang von 16 gebildet wurden, wobei die Atemschutzmasken völlig gebildet, aber immer noch aneinander angebracht sind;
21 ist eine schematische Darstellung eines Abschnitts des in 16 veranschaulichten Vorgangs, die eine Stanz- und Formbaugruppe und eine Weise ihrer Steuerung zum Anbringen einer Komponente in Reihe mit einem Atemschutzmaskenherstellungsvorgang nach der vorliegenden Erfindung zeigt;
22 ist eine schematische Darstellung des in 21 veranschaulichten Abschnitts des Vorgangs von oben her gesehen;
23 ist eine Vorderansicht einer Form-Atemschutzmaske, die mit einer Komponente, nämlich einem Ausatemventil, kombiniert ist, wobei die Komponente durch ein Verfahren nach der vorliegenden Erfindung an der geformten Atemschutzmaske angebracht werden kann;
24 zeigt einen Filterbeutel der Art, die in einem Staubsauger verwendbar ist, einschließlich einer Komponente, die durch eine Öffnung des Filterbeutelmaterials angebracht ist, wobei die Komponente durch ein Verfah ren nach der vorliegenden Erfindung am Filterbeutel angebracht werden kann; und
25 ist eine Ansicht von einer Seite eines Luftfilters, der mit einer Atemschutzmaske verwendet werden kann, einschließlich einer Komponente, die durch ein Verfahren nach der vorliegenden Erfindung am Luftfilter angebracht ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGFORMEN
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, worin gleiche Komponenten über die mehreren Figuren hinweg mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, ist in 1 bis 5 eine Weise zum Anbringen einer Komponente 10 an einem Abschnitt mit jeder beliebigen Länge von Filtermaterial 12 veranschaulicht. Das Filtermaterial 12 ist so veranschaulicht, dass es jedes bekannte Filtermaterial darstellt, dessen Zweck es ist, jeden Bestandteilanteil eines zu filternden Fluids aus dem Fluid zu entfernen, während das Fluid durch das Filtermaterial verläuft, einschließlich Filtermaterialien, die nur eine oder mehr als eine Filterschicht enthalten. Außerdem soll die veranschaulichte Schicht des Filtermaterials 12 Verbundgewebe beinhalten, die Filtermaterial (eine oder mehrere Filterschichten) mit einem anderen Aufbau und/oder in Kombination mit zusätzlichen anderen Schichten als Filterschichten enthalten. Die Komponente 10 kann jede beliebige Komponente sein, deren Anbringung am Filtermaterial 12 erwünscht ist, und weist typischerweise ein Element auf, das dem Filtermaterial abhängig von irgendeiner besonderen Anwendung irgendein Merkmal hinzufügt. Zum Beispiel kann eine derartige Komponente 10 im Fall einer Atemschutzmaske, auf die die vorliegende Erfindung besonders gerichtet ist, ein Ausatemventil, ein Geschirr, einen Augenschutzschild, ein Stirnband, oder dergleichen, oder einen Abschnitt irgendeiner derartigen Komponente, der an einem Filter material 12, das zur Verwendung bei der Herstellung einer Atemschutzmaske geeignet ist, angebracht werden soll, umfassen. Andere Filtermaterialien 12 sind für jede beliebige Anzahl von anderen Anwendungen zur Kombination mit anderen Komponenten 10, die für derartige Anwendungen geeignet sein können, ins Auge gefasst, wobei einige dieser anderen Anwendungen nachstehend beschrieben sind. Die vorliegende Erfindung ist auf die Verfahren zum Anbringen einer derartigen Komponente 10 an einem Filtermaterial 12 und die sich ergebende Kombination des Filtermaterials 12 mit der Komponente 10 gerichtet.
Wie in 1 veranschaulicht ist die Komponente 10 so angeordnet, dass sie durch eine Öffnung 14 verläuft, die durch das Filtermaterial 12 bereitgestellt ist. Die Form der wie in 2 gezeigten Öffnung 14 ist rund, doch versteht sich, dass die Form der Öffnung 14 jede beliebige Form sein kann. Vorzugsweise ist die Öffnung 14 so geformt, dass sie mit der Form eines verformbaren Erweiterungselements 16 der Komponente 10 übereinstimmt, insbesondere, wenn das Erweiterungselement 16 direkt durch die Öffnung 14 des Filtermaterials 12 verläuft. Wie ebenfalls in 1 gezeigt kann die Öffnung 14 geringfügig größer als die Abmessung des Erweiterungselements 16 der Komponente 10 bemessen sein.
Die Komponente 10 weist vorzugsweise auch einen Basisabschnitt 18 auf, der die Öffnung 14 des Filtermaterials 12 mindestens teilweise und vorzugsweise vollständig umgibt, wenn das Erweiterungselement 16 der Komponente 10 in der Öffnung 14 angeordnet ist. Der Basisabschnitt 18 stellt somit einen Flächenabschnitt 20 zum Liegen gegen einen Abschnitt einer ersten Hauptfläche 22 des Filtermaterials 12 gerade neben seiner Öffnung 14 bereit. Eine zweite Hauptfläche 24 des Filtermaterials 12 weist auch einen Abschnitt auf, der die Öffnung 14 umgibt und verwendet werden wird, um mit mindestens einem Abschnitt des Erweiterungselements 16 der Komponente 10 in Kontakt zu treten, wenn dieses nach dem nachstehend beschriebenen Anbringungsvorgang abgeändert wird. Die Komponente 10 weist wie veranschaulicht auch eine mittlere Öffnung 26 und Flächenmerkmale 28 auf, die zum Zweck der Erleichterung einer Anbringung einer zusätzlichen Komponente daran so bereitgestellt sind, dass sie sich vom Basisabschnitt 18 und vom verformbaren Erweiterungselement 16 weg erstrecken. Das heißt, die Flächenmerkmale 28 sind zum Beispiel als Abschnitte eines Verbindungssystems bereitgestellt, die mit anderen Abschnitten des Verbindungssystems, die an einer weiteren Komponente bereitgestellt sind, zusammenwirken. Die Öffnung 26 ist im veranschaulichten Fall zum Zweck des Gestattens des gesteuerten Durchgangs von Fluid durch die Komponente 10 als Teil des funktionellen Merkmals, das dem Filtermaterial 12 durch die Komponente 10 hinzugefügt werden soll, bereitgestellt. Die Öffnung 26 und die Flächenmerkmale 28 hängen völlig von der besonderen Anwendung und dem funktionellen Merkmal der Komponente 10 auf Basis jedweder besonderen Anwendung ab. Keines davon muss bereitgestellt werden, wenn es nicht für irgendeine besondere Anwendung erwünscht ist. Das heißt, die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass jede beliebige Komponente 10, die ein verformbares Erweiterungselement 16 und einen Basisabschnitt 18 aufweist, an jedem beliebigen geformten Gegenstand oder jeder beliebigen Länge von Filtermaterial 12, das eine Öffnung 14 aufweist, angebracht werden kann.
Wie in 2 veranschaulicht verläuft das Erweiterungselement 16 durch die Öffnung 14 des Filtermaterials 12, um sich von der zweiten Hauptfläche 24 des Filtermaterials 12 zu erstrecken. Der Basisabschnitt 18, und insbesondere sein Flächenabschnitt 20, liegt gegen die erste Hauptfläche 22 des Filtermaterials 12. Die Form des Basisabschnitts 18 ist in einer bevorzugten Form eines Rechtecks veranschaulicht, das um die mitt lere Öffnung 26 der Komponente 10 bereitgestellt ist. Wie bei der Form der Öffnung 14 und/oder der Form des Erweiterungselements 16 kann der Basisabschnitt 18 unter Berücksichtigung der besonderen Anwendung in jeder beliebigen gewünschten Form geformt sein. Es wird bevorzugt, dass der Basisabschnitt 18 so bemessen und geformt ist, dass er eine gute mechanische Verbindung der Komponente 10 mit dem Filtermaterial 12 nach dem nachstehend beschriebenen Anbringungsverfahren erleichtert. Wie oben bemerkt muss sich der Basisabschnitt 18 nicht vollständig um das Erweiterungselement 16 erstrecken, doch erstreckt er sich vorzugsweise ausreichend um das Erweiterungselement 16, um das nachstehend beschriebene Anbringungsverfahren zu unterstützen. Zum Beispiel kann der Basisabschnitt 18 statt dessen eine oder mehrere Laschen aufweisen, die radial angeordnet sind und sich vom Erweiterungselement 16 erstrecken.
Nach der vorliegenden Erfindung wird das Erweiterungselement 16 von seinem in 1 veranschaulichten Zustand zu einem Zustand abgeändert, in dem es die Komponente 10 mit dem Basisabschnitt 18 mechanisch an das Filtermaterial 12 klammert. Eine derartige Abänderung ist in 3 veranschaulicht, wo im Erweiterungselement 16 durch Zurückbiegen einer Spitze 32 des Erweiterungselements 16 zum Basisabschnitt 18 (in der Achsenrichtung der durch die Komponente 10 bereitgestellten Öffnung 26) eine Umkehrkrümmung 30 definiert ist und durch weiteres radiales Biegen der Spitze 32 ein sich radial erstreckender Abschnitt 34 im Erweiterungselement 16 definiert ist. Durch diese Gestaltung wird durch einen Abschnitt der Außenfläche des Erweiterungselements 16 der Komponente 10 eine Anbringungsfläche 36 bereitgestellt. Ein Abschnitt des Filtermaterials 12, der die Öffnung 14 sowohl an der ersten als auch an der zweiten Hauptfläche 22 und 24 des Filtermaterials 12 unmittelbar umgibt, ist dadurch zwischen der Anbringungsfläche 36 des Erweiterungselements 16 und dem Oberflächenabschnitt 20 des Basisabschnitts 18 einge zwängt. Die Wirkung ist eine wirkungsvolle mechanische Klammerung der Komponente 10 an das Filtermaterial 12, während sie in der Öffnung 14 des Filtermaterials 12 bereitgestellt ist. Vorzugsweise wird eine "fluiddichte" Verbindung zwischen der Komponente 10 und dem Filtermaterial 12 bereitgestellt, das bedeutet, dass vorzugsweise kein Weg zwischen dem Filtermaterial und jedweder Fläche der Komponente 10 vorhanden ist, der gestattet, dass eine wesentliche Menge an ungefiltertem Fluid von einer Hauptfläche des Filtermaterials zur anderen Hauptfläche des Filtermaterials verläuft. Eine wesentlichen Menge an Fluid ist eine Menge, die die beabsichtigte Funktion des Filtermaterials beim Entfernen eines Bestandteils des gefilterten Fluids aus dem zu filternden Fluid schmälert.
Um eine fluiddichte Versiegelung zu verbessern, wird bevorzugt, dass das Filtermaterial 12, das zwischen den Flächen 20 und 36 der Komponente 10 eingezwängt ist, während des Vorgangs des Bildens oder Biegens des Erweiterungselements 16 der Komponente 10 tatsächlich mindestens etwas komprimiert oder zerdrückt wird. Dieses Komprimieren oder Zerdrücken hilft, eine bessere fluiddichte Versiegelung herzustellen, indem die Komponentenflächen 20 und 36 enger mit dem Filtermaterial 12 in Kontakt stehen. Wenn das Filtermaterial 12 ein Gewebe enthält, das zusätzliche Schichten aufweist, oder ein Teil davon ist, werden auch die Schichten in einem besseren versiegelnden Verhältnis miteinander gehalten. Außerdem können zwischen einer oder beiden Schnittstellen zwischen der ersten Hauptfläche 22 des Filtermaterials 12 und dem Flächenabschnitt 20 der Basis 18 und zwischen der zweiten Hauptfläche 24 des Filtermaterials 12 und der Oberfläche 36 des Erweiterungselements 16 Dichtstoffe oder Klebstoffe bereitgestellt sein. Der Klebstoff oder der Dichtstoff kann auch zwischen Schichten aufgebracht sein, falls solche bereitgestellt sind. Jeder herkömmliche bekannte oder entwickelte Dichtstoff oder Klebstoff, der mit dem Material der Komponente 10 und dem Filtermaterial 12 kompatibel ist, ist ins Auge gefasst.
Es ist auch ins Auge gefasst, die Komponente 10 am Filtermaterial 12 zu befestigen, um eine Drehung der Komponente 10 in Bezug auf das Filtermaterial 12 zu verhindern. Eine Art, dies zu tun, ist einfach, sowohl das verformbare Erweiterungselement 16 der Komponente 10 als auch die Öffnung 14 des Filtermaterials 12 als nichtrunde Formen zu formen. Ansonsten kann ein Greifmerkmal (nicht gezeigt) bereitgestellt sein, das sich von einem oder beiden aus der Anbringungsfläche 36 und dem Oberflächenabschnitt 20 der Komponente 10 erstreckt, um sich in die Dicke des Filtermaterials 12 zu erstrecken, um dieses zu ergreifen und eine derartige relative Drehbewegung zu verhindern. Ein Greifmerkmal kann zum Beispiel einen oder mehrere Dornen oder Rippen aufweisen, die sich von einer oder beiden Flächen 36 und 20 erstrecken. Alternativ kann an einer oder beiden Schnittstellen zwischen dem Filtermaterial 12 und den Flächen 36 und 20 der Komponente 10 eine Menge an Klebstoff bereitgestellt sein, um diese relative Drehung zu verhindern. Natürlich können der Klebstoff und die Greifmerkmale auch in Kombination verwendet werden.
In 4 ist die Komponente 10 veranschaulicht, nachdem sie wirkungsvoll mit dem Filtermaterial 12 verbunden wurde. Das heißt, der Umkehrkrümmungsabschnitt 30, der aus dem Erweiterungselement 16 gebildet wurde, ist als ringförmig und mit der mittleren Öffnung 26 der Komponente 10 konzentrisch erkennbar. Es wird bevorzugt, dass der Krümmungsabschnitt 30 ringförmig ist, da dies seine Bildung mit Hilfe des nachstehend beschriebenen Bildungsvorgangs mit minimalen Schwierigkeiten erleichtert. Doch wie oben bemerkt sind andere Formen ins Auge gefasst, welche anderen Formen andere Ausgleichsschritte oder -merkmale benötigen können, um die Herstellung der Umkehrkrümmung zu gestatten. Zum Bei spiel kann es bei einem rechteckigen Erweiterungselement 16 (wie in einer Draufsicht gesehen) nötig sein, Schlitze an seinen Ecken bereitzustellen, um zu gestatten, dass jede Seitenwand umgekehrt auf sich selbst gebogen wird. Zusätzlich ist auch der sich radial erstreckende Abschnitt 34, der aus dem Erweiterungselement 16 hergestellt ist, in 4 als eine ringförmige Fläche veranschaulicht. Die Form dieses radialen Abschnitts 34 beruht ebenfalls auf der Form des Erweiterungselements 16, da er daraus gebildet wird. Andere Formen des Erweiterungselements 16 würden die Form des sich radial erstreckenden Abschnitts 34 anders vorschreiben.
Ein bestimmtes Verfahren, das verwendet werden kann, um das Erweiterungselement 16 einer Komponente 10 zu verformen, um eine wirkungsvolle Verbindung der Komponente 10 mit dem Filtermaterial 12 nach der vorliegenden Erfindung bereitzustellen, ist aufeinander folgend in 5A bis 5E veranschaulicht. Im Allgemeinen kann ein derartiger Verformungsvorgang, der fähig ist, ein derartiges Erweiterungselement 16 auf sich selbst zurück zu biegen, abhängig vom Material des Objekts 10, und insbesondere vom Material seines Erweiterungselements und vom Grad der Verformung, der benötigt wird, als ein Kaltformverfahren oder ein Warmformverfahren angesehen werden. Ein Kaltformverfahren wird als jedwedes Verfahren angesehen, bei dem die Verformung stattfinden kann, ohne dass während der Verformungsschritte Hitze zum Erweiterungselement 16 eingeführt werden muss. Ein Warmformverfahren ist ein Verfahren, bei dem Hitze eingeführt wird, um die Fähigkeit zum Verformen des Erweiterungselements 16 zu erleichtern. Ein Warmformverfahren kann benötigt werden, wenn das Objekt 10 und sein Erweiterungselement 16 ein thermoplastisches Material (wie etwa ein verhältnismäßig steifes polymerisches Material wie Polystyren oder ein Styrol-Butadien Copolymer) umfasst, das andernfalls während eines Verformungsvorgangs brechen könnte. Ein Kaltformverfahren kann durchgeführt werden, wo das Material des Objekts 10 ein ausreichend verformbares Material (wie etwa ein verhältnismäßig weicheres polymerisches Material wie Polypropylen) ist, das während eines gesteuerten (aber nicht beheizten) Formungsvorgangs fähig ist, plastisch nachzugeben, aber nicht bricht. Die folgende Beschreibung des in 5A bis 5E veranschaulichten Verfahrens betrifft vorzugsweise ein derartiges Kaltformverfahren, dass das Erweiterungselement 16 des Objekts 10 auf sich selbst zurückgebogen werden kann, um einen ringförmigen Krümmungsabschnitt 30 und einen sich radial erstreckenden Abschnitt 34 bereitzustellen. Ein Wärmeformverfahren würde ähnlich sein, würde aber die Einführung von Hitze mit ausreichender Größe und mindestens an den Nachgebestellen aufweisen, um eine Verformung oder Umformung des Erweiterungselements 16 zu gestatten, um den Krümmungsabschnitt 30 und den sich radial erstreckenden Abschnitt 34 zu bilden.
Beginnend mit 5A wird ein Objekt 10 in einem Aufnahmeabschnitt 38 einer Pressform 40 angeordnet. Die Pressform 40 weist auch einen Mittelabschnitt 42 auf, der in die mittlere Öffnung 26 des Objekts 10 passt und an seinem distalen Ende eine Anschlagfläche 44 definiert. Wenn das Objekt 10 nicht mit einer mittleren Öffnung versehen ist, muss die Pressform 40 keinen derartigen Mittelabschnitt 42 aufweisen und könnte eine Anschlagfläche anderweitig bereitgestellt sein. Die Pressform 40 stellt auch einen Ambossabschnitt 46 bereit, auf dem der Basisabschnitt 18 ruhen kann. Der Ambossabschnitt 46 ist zum Zweck des Tragens eines ringförmigen Basisabschnitts 18 vorzugsweise ringförmig, doch muss sie nicht koextensiv mit dem Basisabschnitt 18 sein. Das heißt, sie kann sich radial um ein größeres oder kleineres Ausmaß als die Erweiterung des Basisabschnitts 18 erstrecken und muss sich nicht die ganze Strecke um die Pressform 40 erstrecken. Während das Objekt 10 durch die Pressform 40 getragen wird, wird das Erweiterungselement 16 des Objekts 10 durch die Öffnung 14 des Filtermaterials 12 eingefügt. Ein Stanzaufbau 48 ist in einer axialen Ausrichtung mit der Pressform 40 angeordnet und betrieblich mit einer hin- und herlaufenden Antriebsvorrichtung oder einem derartigen System (nicht gezeigt) zum Bewegen des Stanzaufbaus 48 in seiner Achsenrichtung verbunden. Jede beliebige bekannte oder entwickelte hin- und herlaufende Antriebsvorrichtung oder jedes beliebige derartige System ist ins Auge gefasst. Außerdem ist ins Auge gefasst, dass sowohl der Stanzaufbau 48 als auch die Pressform 40 angetrieben sind, wie herkömmlich bekannt ist, oder dass die Pressform 40 in Bezug auf einen festen Stanzaufbau 48 hin- und herlaufend angetrieben wird. Überdies kann der Stanzaufbau 48 und/oder die Pressform 40 angetrieben werden, um sich linear oder anderweitig zu bewegen, sofern die relative Bewegung und ein Verformungsvorgang, wie etwa nachstehend beschrieben und/oder vorgeschlagen, abgeschlossen werden können. Der Stanzaufbau 48 weist vorzugsweise eine erste Innenstanze 50 und eine zweite Außenstanze 52 auf, die für die nachstehenden Zwecke unabhängig in Bezug zueinander beweglich sind. In diesem Fall sind die Innenstanze 50 und die Außenstanze 52 vorzugsweise unabhängig mit passenden Antriebsvorrichtungen oder -systemen verbunden, um die notwendige Bewegung bereitzustellen. Vorzugsweise kann die Außenstanze 52 mit der Innenstanze 50 angetrieben werden, doch kann sie weiter betätigt werden, um sich weiter auszudehnen, sogar nachdem die Innenstanze 50 angehalten wurde. In dieser Hinsicht kann die Innenstanze 50 eine Anschlagfläche 54 aufweisen.
In 5B ist der Stanzaufbau 48 in einer vorgeschobenen Stellung veranschaulicht, wobei die Formungsfläche 56 der Innenstanze 50 mit dem Inneren des Erweiterungselements 16 des Objekts 10 in Kontakt steht. Genauer weist die Formungsfläche 56 der Stanze 50 eine verjüngte Fläche auf, die sich ringförmig um die Stanze 50 erstreckt, um mit der Innenseite der runden Spitze 32 des Erweiterungselements 16 in Kontakt zu treten, wenn die erste Stanze 50 vorgeschoben wird. Das Vorschieben der Innenstanze 50 nach dem anfänglichen Kontakt verursacht eine Verformung des Erweiterungselements 16 im Wesentlichen gemäß der Neigung der Formungsfläche 56. Die erste Innenstanze 50 schiebt sich vor, bis ihre Anschlagfläche 54 mit der Anschlagfläche 44 der Pressform 40 in Kontakt tritt, wie in 5C gezeigt ist. Während dieses Vorschiebens wird das Erweiterungselement 16 des Objekts 10 unter der Führung der Formungsfläche 56 und einer am Ende der Außenstanze 52 bereitgestellten verjüngten Formungsfläche 58 fortlaufend verformt. Wie oben bemerkt bewegt die Bewegung der Innenstanze 50 vorzugsweise auch die Außenstanze 52 die gleiche Entfernung.
Sobald die Innenstanze 50 an der Pressform 40 anschlägt, kann die Außenstanze 52 betätigt werden, um eine relative Bewegung der Außenstanze 52 in Bezug auf die Innenstanze 50 zu verursachen. Das fortgesetzte Vorschieben der Außenstanze 52 verursacht wie in 5D veranschaulicht eine weitere Verformung des Erweiterungselements 16 des Objekts 10. An diesem Punkt beginnt sich die Spitze 32 des Erweiterungselements 16 zum Basisabschnitt 18 des Objekts 10 zurückzubiegen. Außerdem beginnt der Krümmungsabschnitt 30, der im Erweiterungselement 16 gebildet wird, klar definiert zu werden, wo das Erweiterungselement 16 gegen die Formungsfläche 56 der ersten Stanze 50 anstößt. Das weitere Vorschieben der Außenstanze 52 verursacht, dass sich das Erweiterungselement 16 vollständig auf sich selbst zurückfaltet, wobei der Krümmungsabschnitt 30 klar definiert ist. Dann werden ein Endabschnitt des Erweiterungselements 16, ein Abschnitt des Filtermaterials 12, der seine Öffnung 14 umgibt, und der Basisabschnitt 18 vorzugsweise zwischen der inneren Spitze der verjüngten Fläche 58 der Außenstanze 52 und dem Ambossabschnitt 46 der Pressform 40 eingeklemmt. Somit ist der Krümmungsabschnitt 30 vollständig definiert und der sich radial erstreckende Abschnitt 34 abgeschlossen. Die Anbringungsfläche 36 des sich radial erstreckenden Abschnitts 34 des Erweiterungselements 16 ist gegen die zweite Hauptfläche 24 des Filtermaterials 12 angeordnet, wobei dessen erste Hauptfläche 22 gegen die Fläche 20 des Basisabschnitts 18 angeordnet ist. Wie oben bemerkt ist die Kraft, die durch die zweite Außenstanze 52 bereitgestellt wird, vorzugsweise ausreichend, um das Filtermaterial 12, das zwischen dem sich radial erstreckenden Abschnitt 34 und dem Basisabschnitt 18 angeordnet ist, mindestens teilweise zu komprimieren. Sobald der Krümmungsabschnitt 30 und der sich radial erstreckende Abschnitt 34 vollständig definiert sind, können die Innen- und die Außenstanze 50 und 52 zurückgezogen werden, damit die verformte Komponente 10 von seiner durch die Pressform 40 getragenen Position entfernt werden kann. Das heißt, die verformte Komponente 10 ist nun wirkungsvoll mit dem Filtermaterial 12 verbunden. Die gleiche Abfolge von Vorgängen kann an einer nächsten Komponente 10 durchgeführt werden, die abhängig vom bestimmten Vorgang und der besonderen Anwendung mit einem anderen Filtermaterial 12 oder dem gleichen Filtermaterial 12 verbunden werden soll.
Bei Fehlen der mittleren Öffnung 26 durch die Komponente 10 würde die Pressform 40 keinen Mittelabschnitt 42 aufweisen, der sich durch die Komponente 10 erstreckt. Außerdem würde die Anschlagfläche 44 nicht bereitgestellt sein. Die Komponente 10 würde immer noch ein Erweiterungselement 16 nach der vorliegenden Erfindung aufweisen, das auf die gleiche Weise wie oben beschrieben verformt werden könnte. Das Erweiterungselement 16 könnte rohrförmig sein, welche Form in einer Flachansicht jede beliebige Form wie etwa rund, rechteckig, usw. sein könnte. Die Bewegung der Innenstanze 50 könnte durch jedes beliebige andere herkömmliche Mittel wie etwa einfach durch Steuern des Ausmaßes ihres Vorschiebens durch Steuern ihrer Antriebsvorrichtung oder ihres Antriebssystems (nicht gezeigt) beschränkt werden. Der Verformungsvorgang könnte ansonsten der gleiche sein.
Falls die mittlere Öffnung 26 durch eine Komponente 10 andere strukturelle Komponenten wie etwa Querstreben oder andere Elemente aufweist, könnte die Pressform 40 nach wie vor ihren Mittelabschnitt 42 zum Erstrecken durch die Komponente 10 und zum Bereitstellen einer Anschlagfläche 44 aufweisen. Es kann jedoch notwendig sein, einen oder mehrere Reliefbereiche (d.h., Rillen oder weggeschnittene Abschnitte) bereitzustellen, damit der Mittelabschnitt 42 ausreichend in und durch einen oder mehrere Abschnitte der mittleren Öffnung 26 der Komponente 10 verlaufen kann. Oder die Bewegung der Stanze und der Pressform kann, sogar bei einem Mittelabschnitt 42, der derartige Reliefbereiche aufweist, anderweitig beschränkt werden, wie oben bemerkt ist.
Um die Innen- und die Außenstanze 50 bzw. 52 anzutreiben, kann jeder beliebige passende Antriebsmechanismus, der bekannt oder entwickelt ist, benutzt werden. Jede Stanze kann unabhängig angetrieben und vorzugsweise synchronisiert werden, oder ein gemeinsamer Antriebsmechanismus könnte sie zusammen bewegen und die weitere Ausdehnung der Außenstanze 52 gestatten. Zum Beispiel könnte eine gemeinsame Antriebsvorrichtung ein einzelnes Betätigungselement aufweisen, das pneumatisch, hydraulisch, elektrisch oder mechanisch angetrieben wird und betrieblich mit dem Stanzaufbau 48 verbunden ist. Im Besonderen kann ein derartiges Betätigungselement mit der Außenstanze 52 verbunden sein, um diese über ihren gesamten Bewegungsbereich zu bewegen, und kann die Innenstanze 50 durch ein Mittel, das einen Schlupf oder ein Spiel gestattet, betrieblich mit der Außenstanze 52 verbunden sein. Zwischen der Innenstanze 50 und der Außenstanze 52 könnte eine Feder (nicht gezeigt) bereitgestellt sein, die steif genug ist, dass die Bewegung der Außenstanze 52 in eine direkte Bewegung der Innenstanze 50 umgesetzt wird, bis die Innenstanze 50 angehalten wird. Somit wird ihre Bewegung an gehalten, wenn die Anschlagfläche 54 der Innenstanze 50 mit der Anschlagfläche 44 der Pressform 40 in Kontakt tritt. Doch die Außenstanze 52 kann unter dem Antrieb seines angebrachten Betätigungselements mit dem Vorschieben fortfahren, wobei seine relative Bewegung in Bezug auf die Innenstanze 50 durch die Feder oder jedes beliebige Schlupf- oder Spielmittel aufgenommen wird.
Es ist auch ins Auge gefasst, dass die in 5A bis 5E schematisch veranschaulichte Verformungstätigkeit durch eine einzelne Stanze durchgeführt werden könnte. Das heißt, eine einzelne Stanze kann mit einer Formungsfläche versehen sein, die nach ihrem vollständigen Vorschieben selbst die gewünschte Form des Erweiterungsabschnitts definieren kann. Wie beim oben beschriebenen Beispiel könnte eine Stanze derart vorgeschoben werden, dass sich das Material des Erweiterungsabschnitts 16 dann, wenn es ausreichend nachgibt, auf sich selbst falten wird. Ein weiteres Vorschieben kann dann auch den sich radial erstreckenden Abschnitt 34 definieren.
Alternative Gestaltungen für das Erweiterungselement 16 von 1 bis 5 sind in 6 und 7 veranschaulicht. Es sind teilweise Querschnittansichten gezeigt, die den Querschnitt durch die Wand veranschaulichen, die das Erweiterungselement der Komponente und einen Teil seines Basisabschnitts definiert. Im Besonderen ist in 6 ein Erweiterungselement 60 veranschaulicht, das eine Außenspitze 62 und einen inneren Sockel 64 aufweist. Eine Ausbuchtung 66 ist ebenfalls vorzugsweise so bereitgestellt, dass sie sich vom Sockel 64 radial auswärts und teilweise über den Basisabschnitt 68 erstreckt. Zwischen der Außenspitze 62 und dem Sockel 64 ist ein verformbarer Abschnitt 63 des Erweiterungselements 60 definiert, der vorzugsweise an seiner Außenfläche vom Sockel 64 zur Außenspitze 62 verjüngt ist. Durch die verjüngte Ausführung des verformbaren Abschnitts 63 zur Außenspitze 62 hin wird das Erweite rungselement 60 zur Außenspitze 62 hin zunehmend leichter verformbar. Zusätzlich erleichtert der verjüngte verformbare Abschnitt 63 vorteilhafterweise die Fähigkeit, die Komponente durch einen Formvorgang wie etwa Spritzguss zu bilden. Diese Gestaltung erleichtert das Zurückbiegen des Erweiterungselements 60 wie in der oben beschriebenen weise, um die Komponente am Filtermaterial zu befestigen. Der Sockel 64 stellt einen im Wesentlichen starren Abschnitt des Erweiterungselements 60 bereit, um einen unverformten aufrechten Teil der Komponente zu bilden, nachdem die Verformung abgeschlossen ist. Die Ausbuchtung 66 ist vorzugsweise bereitgestellt, um das Halten des Filtermaterials in Bezug auf den Basisabschnitt 68 an seiner Stelle zu unterstützen, nachdem der Verformungsschritt durchgeführt ist. Außerdem verbessert die Ausbuchtung 66 die Bildung einer fluiddichten Versiegelung zwischen einer Innenkante des Filtermaterials, die die Öffnung 14 durch das Filtermaterial definiert, und der Komponente, die daran angebracht ist. Wie oben sind das Erweiterungselement 60 und somit sein verformbarer Abschnitt 63, sein Sockel 64 und seine Ausbuchtung 66 in einem transversalen Querschnitt des Erweiterungselements 60 vorzugsweise im Allgemeinen rund.
In 7 ist ein Erweiterungselement 70 veranschaulicht, das eine Außenspitze 72, einen verformbaren Abschnitt 73 und einen Sockel 74 aufweist. Wie bei der Ausführungsform von 6 ist der verformbare Abschnitt 73 entlang seiner Außenfläche vom Sockel 74 zur Spitze 72 hin vorzugsweise verjüngt, um sein Einfügen in eine Öffnung des Filtermaterials, seine Herstellung, und seine Verformung zum Basisabschnitt 78 hin zu erleichtern. An einem Punkt, der von der Außenspitze 72 teilweise einwärts beabstandet ist und sich entlang der Innenwand des verformbaren Abschnitts 73 befindet, kann eine Rille 76 bereitgestellt sein, die das Biegen des Erweiterungselements 70 in den wie oben beschriebenen Anbringungsvorgang weiter erleichtert. Eine zweite Ril le 77 kann auch an der Außenwand des verformbaren Abschnitts 73 neben der Stelle bereitgestellt sein, an der er sich mit dem Sockel 74 verbindet, um ebenfalls das Biegen des Erweiterungselements 70 zu erleichtern. Das heißt, die verdünnten Zonen, die durch die Rillen 76 und 77 erzeugt werden, werden leichter nachgeben als die Zonen, die gerade daran angrenzen, um die Punkte zu definieren, an denen sich das Erweiterungselement 70 während des Anbringungsvorgangs biegen wird. Was das oben beschriebene anfängliche Beispiel betrifft, wird die Rille 77 die Definition des Krümmungsabschnitts 30 erleichtern, und wird die Rille 76 durch Definieren der Krümmungslinie, die daneben gebildet wird, die Erzeugung des sich radial erstreckenden Abschnitts 34 erleichtern. Der Sockel 74 wird einen unverformten aufrechten Teil der Komponente bilden, nachdem die Verformung abgeschlossen ist. Erneut erstrecken sich das Erweiterungselement 70 und somit sein verformbarer Abschnitt 73, sein Sockel 74 und die Rillen 76 und 77 im transversalen Querschnitt gesehen vorzugsweise in einer im Allgemeinen runden Weise. Es wird ferner bemerkt, dass die in 6 und 7 veranschaulichten Abänderungen selektiv oder in Kombination gemeinsam miteinander verwendet werden können.
Alternative angebrachte Gestaltungen zwischen einer Komponente und dem Filtermaterial sind in 8 und 9 veranschaulicht. In 8 ist eine Komponente 80 mit einem Filtermaterial 12 verbunden veranschaulicht. Ein Erweiterungselement 82 ist durch eine Öffnung des Filtermaterials 12 bereitgestellt, doch ist die Öffnung durch das Filtermaterial 12 kleiner als der Außendurchmesser des Erweiterungselements 82 bemessen. Das heißt, ein peripherer Abschnitt des Filtermaterials 12 gerade neben seiner Öffnung wird entlang der Außenwand des Erweiterungselements 82 aufwärts gebogen, wie etwa, wenn das Objekt 80 durch die Öffnung des Filtermaterials 12 eingefügt wird. Dieses Aufwärtsbiegen des Filtermaterials kann durch die inhärente Biegsamkeit des Filterma terials 12 erleichtert werden, oder kann Aussparungen oder Schnitte vom Öffnungsrand benötigen. In jedem Fall wird ein peripherer Abschnitt 85 des Filtermaterials 12 dann, wenn das Erweiterungselement 82 zum Basisabschnitt 84 der Komponente 80 zurückgebogen wird, um einen Krümmungsabschnitt 86 herzustellen, zusätzlich dazu, dass er zwischen einem sich radial erstreckenden Abschnitt 89 und der Basis 84 bereitgestellt ist, zwischen senkrechten Abschnitten 87 und 88 des Erweiterungselements 82 eingezwängt. Wie oben wird bevorzugt, dass das Filtermaterial 12 einschließlich seines peripheren Abschnitts 85 mindestens etwas komprimiert wird, um eine luftdichte Anbringungsgestaltung bereitzustellen, sogar, wenn mehrere Schichten beteiligt sind. Diese alternative Gestaltung kann nach dem gleichen Verfahren wie oben unter Bezugnahme auf 5A bis 5E beschrieben, aber mit dem zusätzlichen Schritt des senkrechten Biegens des peripheren Abschnitts 85 des Filtermaterials 12 entlang eines Stücks der Außenwand des Erweiterungselements 82 vor der Verformungstätigkeit, hergestellt werden.
Wie ein Durchschnittsfachmann wohl verstehen wird, kann die Stanz- und Formgestaltung hinsichtlich ihrer Beabstandung in Bezug zueinander und des Ausmaßes der relativen Bewegung in Bezug zueinander abgeändert werden, um jede beliebige Anzahl von ähnlichen Abänderungen zu vollbringen. Zum Beispiel kann der Rand der inneren Spitze der oben beschriebenen Außenstanze 52 näher an dem Punkt bereitgestellt sein, an dem das Erweiterungselement der Komponente derart zuerst die Formungsfläche 56 der Innenstanze 50 trifft, dass die senkrechten Abschnitte an beiden Seiten der definierten Krümmung dann, wenn die Außenstanze 52 vollständig vorgeschoben ist, näher aneinander bereitgestellt werden. Dies kann verwendet werden, um eine stärkere Kompression oder ein stärkeres Zerdrücken des peripheren Abschnitts 85 des Filtermaterials dazwischen zu erzeugen. Wie oben kann die Bildung der Krümmung 86, des senkrechten Abschnitts 88 und des sich radial erstreckenden Abschnitts 89 durch Kaltformen des Erweiterungselements 82 durchgeführt werden, wenn sein Material bei Normaltemperaturen ausreichend verformbar ist (d.h., die Fähigkeit aufweist, plastisch verformt zu werden, ohne zu brechen), oder kann mit dem Zusatz von Hitze warmgeformt werden.
In 9 wird eine Komponente 90, die ein Erweiterungselement 92 aufweist, in einer ähnlichen Weise wie der oben unter Bezugnahme auf 8 beschriebenen in eine Öffnung des Filtermaterials 12 eingefügt. Als Ergebnis wird ein Abschnitt 99 des Filtermaterials 12 zwischen senkrechten Abschnitten 97 und 98, die durch eine Krümmung 96 getrennt sind, eingezwängt. Diese Gestaltung unterscheidet sich jedoch darin, dass kein sich radial erstreckender Abschnitt erzeugt wird. Statt dessen wird eine Endfläche der Spitze 93 des Erweiterungselements 92 gegen die zweite Hauptfläche 24 des Filterelements 12 gerichtet, um die Komponente 90 wirkungsvoll an das Filtermaterial 12 zu halten. Erneut kann eine derartige Gestaltung nach dem oben unter Bezugnahme auf 5A bis 5E besprochenen Verfahren erzeugt werden. In diesem Fall wird die anfängliche Länge des Erweiterungselements 92 so gewählt, das die Spitze 93 bei der Erzeugung der Krümmung 96 durch die weitere Bewegung der Außenstanze 52 in der oben beschriebenen Weise in das Filtermaterial 12 gerichtet wird.
Es versteht sich, dass die in 8 und 9 offenbarten Abänderungen in jeder beliebigen Anzahl von Weisen und Abänderungen verwendet werden können. Zum Beispiel kann eine 9 ähnliche Gestaltung erzeugt werden, ohne dass der Abschnitt 99 des Filtermaterials zwischen senkrechten Abschnitten 97 und 98 bereitgestellt wird. Es sind auch andere Gestaltungen ins Auge gefasst, wobei mindestens irgendein Abschnitt des Erweiterungselements jeder beliebigen Komponente mit einer zweiten Hauptfläche des Filtermaterials in Kontakt steht, während ein Basisabschnitt einer solchen Komponente minde stens zum Teil mit einer ersten Hauptfläche des Filtermaterials in Kontakt steht.
Wie oben bemerkt kann die Komponente 10 jede beliebige Komponente sein, die an einem Fluidfiltermaterial 12 angebracht werden soll. Außerdem kann die Komponente 10 aus jedem (allen) beliebigen passenden Materialien) gebildet werden, sofern ihr Erweiterungselement fähig ist, wie oben beschrieben verformt zu werden, welche Verformung als ein Kaltverfahren oder ein Warmformverfahren durchgeführt werden kann. Bevorzugte Materialien umfassen nachgiebige thermoplastische Polymere wie etwa zum Beispiel Polypropylen, Polyethylen oder Polyester. Diese Polymere sind bevorzugt, da sie durch ein Kaltformverfahren verformt werden können. Andere sprödere thermoplastische Polymere einschließlich Polystyren und Copolymere wie etwa Styrol-Butadien sind ebenfalls verwendbar, doch würden sie wahrscheinlich den Zusatz von Hitze als Teil eines Warmformverfahrens benötigen.
Im Kontext von Atemschutzmasken kann die Komponente 10 wie im Abschnitt "Allgemeiner Stand der Technik" besprochen die Basis eines Atemgeräteausatemventils oder ein Anbringungselement für ein Atemgerätegeschirr oder einen Augenschutzschild sein. Bei der Herstellung der Atemschutzmasken stellt das Filtermaterial 12 typischerweise den Körper des Atemgeräts (entweder biegsam und faltbar oder vorgeformt) bereit und fügt die Komponente diesem grundlegenden Maskenaufbau ein Merkmal hinzu. Das Gleiche gilt häufig für viele andere Arten von Filtern, zum Beispiel Staubsaugerbeutel, die einen Fluideinlass/auslass aufweisen, der zur Verbindung mit dem Staubsauger am Filterbeutel angebracht ist. Dies im Sinn sind nachstehend verschiedene mögliche Formen für die Komponente 10 und das Filtermaterial 12 beschrieben, um einen weiten Bereich von Situationen zu veranschaulichen, in denen die oben beschriebenen und vorgeschlagenen Anbringungsverfahren eingesetzt werden können.
In 10 und 11 ist ein Ausatemventil 100 veranschaulicht, das in der Weise der vorliegenden Erfindung an einer Atemschutzmaske wie zum Beispiel einer in 12 veranschaulichten faltbaren und biegsamen Atemschutzmaske 102 oder einer in 23 veranschaulichten vorgeformten Atemschutzmaske 104 befestigt werden kann. Das in 10 und 11 gezeigte Ventil weist einen Ventilkörper 106 auf, der einen Basisabschnitt 107 aufweist, welcher sich vorzugsweise zur Gänze um dem Umfang des Ausatemventils 100 erstreckt. Der Basisabschnitt 107 wirkt ähnlich wie der oben beschriebene Basisabschnitt 18 und weist eine Fläche 108 zum Liegen gegen eine Außenfläche der Atemschutzmaske 102 auf. Eine Ventilabdeckung 110 kann dauerhaft oder entfernbar am Ventilkörper 106 angebracht sein und stellt Öffnungen 112 bereit, durch die Luft hindurchgehen kann. Eine dauerhafte Anbringung kann zum Beispiel durch Aufbringen von Klebstoff oder durch eine Schweißtechnik wie etwa Ultraschallschweißen erreicht werden. Eine abnehmbare Anbringung kann zum Beispiel durch Verwenden von elastischen Klammern vorgenommen werden. Der Ventilkörper 106 kann ein angebrachtes Klappenventil 114 (in 23 gezeigt) aufweisen, das gegen eine Sitzfläche (nicht gezeigt) liegt, welche eine Ventilöffnung 118 derart umgibt, dass das Klappenventil als ein Einwegventil wirkt, das die Öffnung 118 während des Ausatmens öffnet. Ein derartiges Ventil ist bekannt und im Handel erhältlich und ist in der US-Patentschrift Nr. 5,325,892 beschrieben. Der Ventilkörper 106 und die Ventilabdeckung 110 sind vorzugsweise thermoplastische geformte Komponenten, die typischerweise aus einem Polypropylenmaterials gebildet sind.
Der Ventilkörper 106 nach der vorliegenden Erfindung weist auch ein Erweiterungselement 116 auf, das sich vom Ventilkörper 106 und von seiner Fläche 108, die gegen die Atemschutzmaske 102 liegen wird, weg erstreckt. Die Weise, durch die das Erweiterungselement 116 struk turell mit dem Ventilkörper 106 verbunden ist, ist nicht kritisch, doch wird bevorzugt, dass das Erweiterungselement 116 für strukturelle Stärke einstückig mit dem Ventilkörper 106 gebildet ist. Außerdem wird bevorzugt, dass das Erweiterungselement 116 auch derart um die mittlere Öffnung 118 positioniert werden kann (d.h., dass es vorzugsweise rund, rohrförmig und hohl ist), dass die mittlere Öffnung 118 auch einen Fluidflussdurchgang durch das Ausatemventil 100 definiert. Wie veranschaulicht können für eine strukturelle Integrität des Ventilkörpers 106 und um ein Klappenventil 114 davon abzuhalten, in die mittlere Öffnung 118 zurück gesaugt werden zu können, auch strukturelle Querelemente 120 bereitgestellt sein, die über die mittlere Öffnung 118 verbunden sind.
Als Ergebnis der Bereitstellung der Fläche 108 und des Erweiterungselements 116 kann das Ausatemventil 100 somit in der oben unter Bezugnahme auf 5A bis 5E beschriebenen Weise an einer Atemschutzmaske 102 oder 104 befestigt werden. Im Besonderen würde das Erweiterungselement 116 durch eine Öffnung, die entweder in der Atemschutzmaske 102 oder 104 bereitgestellt ist, eingefügt werden, wonach das Erweiterungselement 116 in jeder beliebigen Weise, die oben beschrieben oder vorgeschlagen ist, verformt werden könnte. Außerdem kann das Ausatemventil 100 entweder vor oder nach der Bildung der Maske selbst an der Atemschutzmaske 102 oder 104 angebracht werden. Es ist auch ins Auge gefasst, dass die Anbringungstätigkeit auf einer selektiven Basis oder als Teil einer Inline-Herstellungstätigkeit durchgeführt werden kann. Eine Inline-Herstellungstätigkeit kann an jedem beliebigen Punkt an der Fertigungsstraße durchgeführt werden, an dem bei der Herstellung einer Atemschutzmaske ausreichend Zugang zum Gewebe besteht.
Eine faltbare Atemschutzmaske 102 ist in 12, 13, 14 und 15 veranschaulicht. Im Grunde weist eine derar tige Atemschutzmaske 102 Filtermaterial auf, das so definiert ist, dass es ein im Allgemeinen elliptisches mittleres Feld 122 und ein oberes und ein unteres Feld 124 und 126 aufweist. Das Ausatemventil 100 ist vorzugsweise durch eine Öffnung 128 angebracht, die im mittleren Feld 122 bereitgestellt ist. Erneut weist der Ventilkörper 106 ein Erweiterungselement 116 auf, das wie in 13 ersichtlich verformt wird, um mit der Fläche 108 des Ventilkörpers 106 zu wirken, um das Ausatemventil 100 am mittleren Feld 122 zu befestigen. Die Atemschutzmaske 102 ist so gestaltet, dass dann, wenn die Felder 122, 124 und 126 derart umgestaltet sind, dass die Maske 102 entfaltet ist, eine im Allgemeinen becherförmige Kammer definiert wird, um über die Nase und den Mund eines Trägers gesetzt zu werden. Ferner ist vorzugsweise ein Stirnband 130 so bereitgestellt, dass es nahe den gegenüberliegenden Längsenden des mittleren Felds 122 angebracht ist, und wie veranschaulicht umfasst das Stirnband vorzugsweise ein zweiteiliges Stirnband, wovon jeder Teil eine Länge eines elastischen Materials aufweist. Das Stirnband 130 kann herkömmlich durch Heißversiegeln oder Klebstoff oder dergleichen am Filtermaterial, das die Felder bildet, wie etwa dem mittleren Feld 122, befestigt sein.
Der Vorteil der Atemschutzmaske 102 ist, dass sie zur Lagerung durch Falten des oberen und des unteren Felds 124 und 126 hinter das mittlere Feld 122 flach gefaltet werden kann. Die gefaltete Atemschutzmaske 102 ist in 14 und 15 veranschaulicht. Jedes der Felder 122, 124 und 126 der Atemschutzmaske 102 weist typischerweise mindestens eine Schicht Filtermaterial (d.h., eine Schicht Filtermaterial, das fähig ist, Verschmutzungen aus der Luft zu beseitigen, die durch das Filtermaterial verläuft) auf, die zwischen einem inneren und einem äußeren Abdeckgewebe angeordnet ist. Das mittlere Feld 122 kann auch vorteilhafterweise eine Schicht Verstärkungsmaterial enthalten, und das obere Feld 124 kann auch eine Schicht Schaummaterial enthalten. Atem schutzmasken, die der in 12 bis 15 gezeigten ähnlich sind, sind in den internationalen veröffentlichten Patentanmeldungen Nr. WO 96/28217 und WO 97/32494 beschrieben.
In 16 ist ein Formungsvorgang zur Herstellung faltbarer Atemschutzmasken schematisch veranschaulicht. Jeder Herstellungsschritt wird vorzugsweise in Reihe mit einem anderen durchgeführt, um einen Hochgeschwindigkeits-Inline-Vorgang zu definieren. Nach der vorliegenden Erfindung kann dieser Hochgeschwindigkeits-Inline-Vorgang vorteilhafterweise auch die Befestigung einer Komponente, wie etwa eines Ausatemventils, in Reihe mit den anderen Vorgangsschritten und mit der gleichen hohen Tätigkeitsgeschwindigkeit aufweisen. Nach dem veranschaulichten Verfahren beginnt der Maskenherstellungsvorgang mit einer Zufuhr des äußeren Abdeckgewebematerials 200, vorzugsweise in der Form einer Rolle dieses Materials. Während sich das äußere Abdeckgewebematerial 200 in der Maschinenrichtung des Systems fortbewegt, wird darauf eine Anzahl von anderen Komponenten aufgebaut, die zusammengeschichtet werden, um die Masken herzustellen, die schließlich aus dem aufgestapelten geschichteten Material geschnitten werden. Ein erstes bevorzugtes Material, das auf das äußere Abdeckgewebe 200 gefügt wird, wird bei 202 zu einer Schneide- und Aufbringungsstation 204 geliefert. Das Material 202 weist vorzugsweise ein verformbares Material wie etwa einen Metallstreifen auf, das bei der Herstellung verformbarer Nasenklammern, die in den Atemschutzmasken bereitgestellt sind, in Abschnitte 206 geschnitten werden kann. Um dies zu tun, werden diskrete Abschnitte 206 des Materials 202, ein Abschnitt 206 für jede Atemschutzmaske, die hergestellt werden soll, an beabstandeten Stellen und in der Nähe des Geweberands entlang des äußeren Abdeckgewebes 200 aufgebracht. Als nächstes wird ein Verstärkungsmaterial 208 vorzugsweise in einer fortlaufenden Weise geliefert, um eine Schicht bereitzustellen, die einen mittleren Ab schnitt des Abdeckgewebes 200 bedeckt. Auf dem äußeren Abdeckgewebe 200 mit den beabstandeten Abschnitten 206 des Nasenklammermaterials und dem Verstärkungsmaterial 208 darauf wird eine über die gesamte Breite verlaufende Schicht eines Filtermaterials 210 und anschließend ein inneres Abdeckgewebematerial 212 bereitgestellt. An diesem Punkt ist ein mehrschichtiges Verbundgewebe 214 aufgebaut, aus dem die Atemschutzmasken ausgeformt werden können. Es wird bemerkt, dass die verschiedenen Tätigkeiten zum Schneiden, Aufbringen und Schichten der verschiedenen Materialien aufeinander keine wichtigen Merkmale der vorliegenden Erfindung sind und nach der vorliegenden Erfindung jede beliebige herkömmliche oder entwickelte Technik oder jeder beliebige solche Vorgang benutzt werden kann. Vorzugsweise werden diese Tätigkeiten in Reihe durchführt, damit sich ein Hochgeschwindigkeits-Herstellungsvorgang ergibt.
Nachdem das Verbundgewebe 214 gebildet ist. stellt eine Schweißstation 216, vorzugsweise eine Heißversiegelungstätigkeit, Heißversiegelungslinien bereit, die die Außenränder 218 und 220 (in 18 gezeigt) definieren, welche die am Gesicht sitzenden Ränder der Atemschutzmasken werden. Als nächstes wird ein Schaumstreifenmaterial 222 vorzugsweise als ein fortlaufendes Material über dem Verbundgewebematerial 214, und insbesondere über den Abschnitten 206 des verformbaren Nasenklammermaterials, bereitgestellt. In 17 ist die aufeinander folgende Anordnung des Gewebematerials 214 und des Schaumstreifens 222 von einer Draufsicht auf das Verbundgewebematerials 214 her in der durch den Pfeil A angegebenen Maschinenrichtung veranschaulicht. An der Vorderkante des veranschaulichten Gewebematerials, (der Unterseite von 17) weist das innere Abdeckmaterial 212 die Schaumschicht 222 als eine fortlaufende Schicht auf, die einen Abschnitt davon bedeckt. Im Mittelabschnitt der Darstellung, vor der Aufbringung des inneren Abdeckmaterials 212, ist das Fil termaterial 210 gezeigt, das wie an der Hinterkante veranschaulicht die äußere Abdeckschicht 200 abdeckt, auf der das zentral angeordnete Verstärkungsmaterial 208 und der Abschnitt 206 des Nasenklammermaterials vorhanden sind. An diesem Punkt wird bemerkt, dass der Schaumstreifen 222 und/oder die Abschnitte 206 des Nasenklammermaterials alternativ an der Außenfläche entweder des inneren Abdeckgewebematerials 212 oder des äußeren Abdeckgewebes 200 angeordnet werden können, oder dass der Schaumstreifen 222 im Aufbau des Verbundgewebematerials 214 angeordnet werden könnte. Außerdem kann anstatt der wie veranschaulichten nur einen Schicht jede beliebige Anzahl von Schichten des Filtermaterials 210 bereitgestellt werden.
Ein nächster Umwandlungsschritt kann eine Kerbungsstation 224 aufweisen, an der Kerbungsräder beabstandete parallele Faltlinien 226 (auch in 18 gezeigt) definieren, deren Zweck es ist, die aufeinander folgend hergestellten Atemschutzmasken in mittlere Felder 228 und Seitenfelder 230 und 232 zu teilen. Nach der Kerbungsstation 224 ist eine Schneidestation 234 bereitgestellt, um Seitenrandabfallstreifen 236 durch Schneiden des Gewebematerials gerade außerhalb der Hitzeversiegelungslinien 218 und 220 an Schneidelinien 238 bzw. 240 (siehe 18) zu beschneiden. An der Schneidestation 234 wird an einem Punkt, der einer vorbestimmten Position für jede Maske entspricht, vorzugsweise auch eine Öffnung 235 durch das Gewebematerial geschnitten. Das Ergebnis an diesem Punkt ist eine unbegrenzte Anzahl von Atemschutzmaskenrohlingen 237, die jeweils eine Öffnung 235 aufweisen und in Serie miteinander verbunden sind. Die nächste veranschaulichte Station weist eine Ventilanbringungsstation 242 auf, an der Ausatemventile 245 in Reihe mit den anderen Herstellungstätigkeiten aufeinander folgend an jedem Atemschutzmaskenrohling 237 angebracht werden. Eine Weise des Anbringens der Ausatemventile 245 durch eine derartige Ventilanbringungsstation 242 wird nachstehend ausführli cher beschrieben werden.
Als nächstes werden die aufeinander folgend verbundenen Atemschutzmaskenrohlinge 237 mit den Ventilen 245 zu einer Faltstation 244 vorgeschoben, wodurch die Seitenfelder 230 und 232 an ihren jeweiligen Faltlinien 226 einwärts gefaltet werden, um aufeinander folgend verbundene Atemschutzmaskenrohlinge 237 in ihrem gefalteten Zustand zu bilden. Eine Draufsicht auf die Maskenrohlinge 237 mit zuerst umgefaltetem Seitenfeld 230 und auf das Seitenfeld 230 gefaltetem Seitenfeld 232 ist in 19 veranschaulicht (wobei für den Augenblick die anderen in 19 veranschaulichten und nachstehend besprochenen Merkmale vergessen werden).
Die gefalteten Atemschutzmaskenrohlinge 270 werden dann zu einer anderen Schweißstation 246 vorgeschoben, die wie die Station 216 ebenfalls vorzugsweise eine Heißversiegelungstätigkeit aufweist. An der Schweißstation 246 werden die Maskenrohlinge 270 entlang der Linien 248 und 250 geschweißt, während sie sich in ihrem gefalteten Zustand befinden. Dieser Schritt verschweißt das Gewebematerial der gefalteten Seitenabschnitte 230 und 232 in Bogenabschnitten, die von den Rändern 218 und 220 der Seitenfelder 230 bzw. 232 beabstandet sind und ihnen im Allgemeinen entsprechen, mit dem Gewebematerial eines mittleren Felds 228 des Gewebes 214. Durch diese Tätigkeit wird ein Maskenvorderfeld definiert, das wie durch die Maske von 14 veranschaulicht (d.h., als ein längliches Oval mit Seitenlaschen) geformt ist, und wird das geformte Vorderfeld mit den Seitenfeldern 230 und 232 verbunden, um eine Atemschutzmaske herzustellen, die zu einem verwendbaren becherförmigen Zustand entfaltet werden kann.
Als nächstes wird jede gefaltete Atemschutzmaske 270 (immer noch in Serie verbunden) zu einer Stirnbandanbringungsstation 252 vorgeschoben, wo ein Stirnbandmaterial 254 auf jede Maske 270 aufgebracht und daran an gebracht wird. Im Besonderen wird das Stirnbandmaterial 254 wie ebenfalls in 19 gezeigt derart an einer Reihe von Stellen 256 und 258 an jeder Maske 270 angebracht, dass an jeder Maske 270 einzelne Stirnbänder angebracht sind. Diese Anbringung kann an jeder Stelle 256 und 258 durch eine Schweißtätigkeit, durch Aufbringen von Klebstoff, oder durch anderweitiges Bereitstellen einer mechanischen Verbindung vorgenommen werden. Dann beschneidet eine Endschneidestation 260 das Überschussmaterial 262 (siehe 19) von außerhalb der Schweißlinien 248 und 250, die den Streifen der gefalteten Atemschutzmasken 270 definieren.
Außerdem werden die Masken 270 an der Schneidestation 260 vorzugsweise an Rändern 264 zwischen den Stellen 256 und 258, an denen das Stirnbandmaterial 254 an den Masken 270 angebracht ist, mindestens teilweise voneinander getrennt. Wie in 16 gezeigt kann jede Maske 270 an den Rändern 264 derart vollständig getrennt werden, dass jede Maske 270 vollständig aus dem Überschussmaterial 262 geschnitten ist. Alternativ können die Masken 270 durch Schneiden einer Perforationslinie oder durch anderweitiges Definieren einer Schwächungslinie zwischen den Masken 270 an den Rändern 264 teilweise verbunden belassen werden (siehe 20). Die Masken 270 können dann zur Verwendung leicht voneinander getrennt werden. Ein Vorteil des Belassens der Masken 270 in einem miteinander verbundenen Zustand ist, dass sie in einer Rollenform verpackt werden können. Außerdem kann während des Schneide- oder des Perforationsvorgangs ein Teil des Stirnbandmaterials 254 zwischen den Stirnbandanbringungsstellen 256 und 258 wie in 20 veranschaulicht beseitigt werden, wodurch die Ränder der Stirnbänder voneinander beabstandet belassen werden. Alternativ können die Stirnbänder an den Rändern 264 enden.
Beim in 16 veranschaulichten Vorgang kann jedes beliebige von verschiedensten Materialien eingesetzt werden, nämlich als die Filterschicht 210; das äußere Abdeckgewebematerial 200; das innere Abdeckgewebematerial 212; das Schaummaterial 222, das Verstärkungsmaterial 208; das Nasenklammermaterial 202; und das Stirnbandmaterial 254. Einige bestimmte Materialien, die für die Herstellung derartiger Atemschutzmasken geeignet sind, sind im Dokument WO 96/28217 beschrieben, dessen gesamte Offenbarung hierin verweisend aufgenommen ist. Alternativ kann das Stirnbandmaterial 254 wie im Dokument WO 97/32493 oder in der US-Patentschrift Nr. 5,724,677 beschrieben sein, deren gesamte Offenbarungen hierin verweisend aufgenommen sind. Es sind jedoch auch viele andere Stirnbandkonfigurationen und -gestaltungen und Anbringungstechniken möglich, einschließlich, zum Beispiel, eines Stirnbands, das zwei gesonderte Bänder aufweist, die durch Heftklammern an der Maske befestigt sind.
Filtermaterialschichten, die in Atemschutzmasken wie der in 12 bis 15 gezeigten Maske 102 alltäglich sind, enthalten häufig ein verschlungenes Gewebe aus elektrisch geladenen schmelzgeblasenen Mikrofasern (BMF). BMF-Fasern weisen typischerweise einen durchschnittlichen Faserdurchmesser von ungefähr 10 Mikrometern (μm) oder weniger auf. Wenn sie wahllos in einem Gewebe verschlungen werden, weisen sie eine ausreichende Integrität auf, um als eine Matte behandelt zu werden. Beispiele von faserigen Materialien, die als Filter in einem Maskenkörper verwendet werden können, sind in den US-Patentschriften Nr. 5,706,804; 5,472,481; 5,411,576 und 4,419,993 offenbart. Das faserige Material kann Zusätze enthalten, um die Filterleistung zu steigern, wie etwa die in den US-Patentschriften Nr. 5,025,052 und 5,099,026 beschriebenen Zusätze, und kann auch geringe Grade an extrahierbaren Kohlenwasserstoffen aufweisen, um die Leistung zu verbessern. Faserige Gewebe können auch derart hergestellt werden, dass sie eine verbesserte Beständigkeit gegenüber öligem Dunst aufweisen, wie in der US-Patentschrift Nr. 4,874,399 gezeigt ist. Nichtgewebten faserigen BMF-Geweben kann unter Verwendung von Techniken, die zum Beispiel in den US-Patentschriften Nr. 5,496,507; 4,592,815 und 4,215,682 beschrieben sind, eine elektrische Ladung verliehen werden. Das äußere und das innere Abdeckgewebe des mittleren und der Seitenfelder (wie die mit 122, 124 und 126 der in 12 bis 15 gezeigten Maske 102 angegebenen) schützen die Filtermaterialschicht vor Abriebkräften und halten jedwede Fasern, die aus der Filtermaterialschicht gelockert werden können, zurück. Die Abdeckgewebe könne auch Filterungsfähigkeiten aufweisen, obwohl diese typischerweise nicht annähernd so gut wie jene der Filtermaterialschicht sind. Die Abdeckgewebe können aus faserigen Vliesstoffmaterialien, die Polyolefine und Polyester enthalten, hergestellt sein, wie sie zum Beispiel in den US-Patentschriften Nr. 4,807,619 und 4,536,440 beschrieben sind.
Eine Weise, auf die die Ventile 245 durch Öffnungen 235 an der Reihe von verbundenen Atemschutzmaskenrohlingen 237 angebracht werden können, wird nachstehend unter Bezugnahme auf 21 und 22 beschrieben werden. Die folgende Beschreibung betrifft eine weise, auf die an jeder Atemschutzmaske ein Ventil 245 angebracht werden kann, während die Atemschutzmasken ohne anzuhalten in eine Maschinenrichtung bewegt werden. Das heißt, es wird bevorzugt, dass das Anbringungsverfahren eine Inline-Tätigkeit aufweist, die kein Anhalten der Bewegung der Atemschutzmasken erfordert, um die Ventilanbringungstätigkeit durchzuführen. Es ist jedoch ins Auge gefasst, dass die Ventilanbringungstätigkeit statt dessen durchgeführt werden kann, während die verbundene Serie von Atemschutzmasken angehalten ist. Außerdem kann der Ventilanbringungsvorgang wie oben erwähnt an derartigen Atemschutzmasken oder an jedem beliebigen anderen Filtermaterial, das auf einer Einzelbasis oder als Teil einer Fertigungsstraße in eine Filtervorrichtung umgewandelt werden soll, durchgeführt werden. Ein Verfahren, durch das die Ventile 245 ohne anzuhalten an den Atemschutzmaskenrohlingen 237 angebracht werden können, ist bevorzugt, da eine Hochgeschwindigkeits-Anbringungstätigkeit und -Herstellungstätigkeit von Atemschutzmasken durchgeführt werden kann.
Wenn die Serie von verbundenen Atemschutzmaskenrohlingen 237 die in 16 veranschaulichte Ventilanbringungsstation 242 betritt, wurde sie an der Schneidestation 234 mit Ausatemventilanbringungsöffnungen 235 versehen. Ansonsten könnte in der Ventilanbringungsstation 242 eine gesonderte Schneidestation zum Schneiden der Öffnungen 235 in jeden Maskenrohling 237 bereitgestellt sein. Wie bei der oben besprochenen Ventilanbringungsweise wird bevorzugt, dass die Schneidetätigkeit durchgeführt wird, während die Maskenrohlinge 237 ihre Bewegung fortsetzen. Stanzschneidemechanismen sind zur Durchführung einer derartigen Funktion in Reihe und bei hohen Geschwindigkeiten in einem Herstellungsvorgang wohlbekannt. Abhängig vom besonderen System und der Anwendung und davon, ob der Schneidevorgang durchgeführt werden soll, währen sich das Filtermaterial bewegt, oder nicht, ist jeder beliebige passende Schneidemechanismus ins Auge gefasst.
Sobald die Ausatemventilanbringungsöffnungen 235 bereitgestellt sind, werden die Atemschutzmaskenrohlinge 237 wie in 22 gezeigt vorgeschoben, um sich neben eine Ventilanbringungsstation 302 zu bewegen, die ein Führungssystem 304, eine Stanz- und Formbaugruppe 306, eine Ventilaufnahmestation 308 und eine Ventilzufuhrvorrichtung 310 aufweist. Wie in 21 schematisch veranschaulicht weist das Führungssystem 304 eine obere Führungsbahn 312 auf, die von herkömmlichem Aufbau sein kann und vorzugsweise eine stationäre Führungsbahn und einen Übertragungsmechanismus (nicht gezeigt) aufweist, der sich entlang der stationären Führungsbahn bewegt. Ein derartiger Übertragungsmechanismus kann jeden beliebigen herkömmlichen oder entwickelten Mechanismus aufweisen, der einen Riemen, eine Kette oder derglei chen aufweisen kann, der/die auf jede beliebige wie herkömmlich bekannte Weise angetrieben werden kann. Das Führungssystem 304 weist auch eine obere Nockenbahn 314 auf, deren Zweck nachstehend beschrieben werden wird. Wie ebenfalls schematisch veranschaulicht weist das Führungssystem 304 vorzugsweise auch eine untere Führungsbahn 316 und eine untere Nockenbahn 318 auf, die vorzugsweise einen ähnlichen Aufbau wie die obere Führungsbahn 312 und die obere Nockenbahn 314 aufweisen.
Der Übertragungsmechanismusabschnitt der oberen Führungsbahn 312 ist mit einer Stanzbaugruppe 320 verbunden, die selbst eine Innenstanze 322 und eine Außenstanze 324 aufweist, welche von einem ähnlichen Aufbau wie die oben unter Bezugnahme auf 5A bis 5E besprochenen sind. Dadurch kann die Stanzbaugruppe 320 mit der Geschwindigkeit des Übertragungsmechanismus entlang der oberen Führungsbahn 312 bewegt werden. Außerdem bewegt die obere Nockenbahn 314 die Stanzbaugruppe 320 zu den Atemschutzmaskenrohlingen 237 und davon weg, während diese sich ebenfalls in die Maschinenrichtung bewegen. Im Besonderen stellt die obere Nockenbahn 314 eine Fläche bereit, an der ein Nockenstößel 326 läuft. Der Nockenstößel 326 kann zum Beispiel eine Rolle aufweisen, die drehbar an einem Ende der Stanzbaugruppe 320 angebracht ist, welche wiederum so aufgebaut ist, dass sie den Durchgang der Nockenbahn 314 erleichtert und der Rolle gestattet, diese entlang zu laufen, während die Stanzbaugruppe durch den Übertragungsmechanismus bewegt wird. Wie in 21 ersichtlich weist die obere Nockenbahn 314 einen Nockenabschnitt 315 auf, durch den der Nockenstößel 326 und somit die Stanzbaugruppe 320 zu den Atemschutzmaskenrohlingen 237 und davon weg bewegt wird. Diese Bewegung wird beim Verformen und Anbringen eines Ausatemventils 245 an einem Atemschutzmaskenrohling 237 in der oben unter Bezugnahme auf 5A bis 5E beschriebenen Weise benutzt. Diese Bewegung wird auch erleichtert, indem die Stanzbaugruppe 320 gleitfähig am Übertragungsmecha nismus der oberen Führungsbahn 312 angebracht ist.
Der Übertragungsmechanismusabschnitt der unteren Führungsbahn 316 ist mit einer Formbaugruppe 328 verbunden, die einen Pressformabschnitt 330 aufweist, um eine Ventilkomponente vor der Anbringungstätigkeit daran zu halten und auch die Anbringungsfunktion in Zusammenwirkung mit der Stanzbaugruppe 320 durchzuführen. Die Formbaugruppe 328 weist auch einen Nockenstößel 332 auf, der entlang einer Fläche der unteren Nockenbahn 318 läuft, während die Formbaugruppe 328 durch ihren Übertragungsmechanismus (nicht gezeigt) entlang der unteren Führungsbahn 316 bewegt wird. Wie die obere Nockenbahn 314 weist die untere Nockenbahn 318 einen Nockenabschnitt 319 auf, der verursacht, dass sich die Formbaugruppe 328 zu den verbundenen Atemschutzmaskenrohlingen 237 und davon weg bewegt, welche Bewegung auch beim Verformen und Anbringen eines Ausatemventils 245 an einem Atemschutzmaskenrohling 237 benutzt wird. Außerdem ist die Formbaugruppe 328 gleitfähig mit dem Übertragungsmechanismus der unteren Führungsbahn 316 verbunden. Um die Anbringungstätigkeit wirkungsvoll durchzuführen sind die Stanzbaugruppe 320 und die Formbaugruppe 328 vorzugsweise miteinander synchronisiert und werden sie mit gleichen Geschwindigkeiten angetrieben, und sind die Nockenabschnitte 315 und 319 der oberen und der unteren Nockenbahn 314 bzw. 318 relativ so positioniert, dass sie die Anbringungstätigkeit durchführen. Es wird zum Beispiel bevorzugt, dass der Nockenabschnitt 319 verursacht, dass sich die Formbaugruppe 328 früher zu ihrer Formungsposition vorzuschieben beginnt, als sich die Stanzbaugruppe 320 wie durch den Nockenabschnitt 315 geführt zu ihrer Formungsposition hin bewegt, und dass der Nockenabschnitt 315 verursacht, dass sich die Stanzbaugruppe 320 früher zurückzieht, als dies die wie durch den Nockenabschnitt 319 geführte Formbaugruppe tut. Dazu sollte der Nockenabschnitt 319 länger als der Nockenabschnitt 315 sein und sollte er so angeordnet sein, dass er sich an beiden Seiten des Nockenabschnitts 315 weiter erstreckt. Natürlich könnten die Nockenabschnitte 315 und 319 abhängig von jeder beliebigen bestimmten Formungstätigkeit derart anderweitig in Bezug zueinander ausgerichtet oder angeordnet sein, dass eine Seite des Formungsmechanismus vor der anderen vorgeschoben werden kann, oder dass beide Seiten zur gleichen Zeit vorgeschoben werden können. Außerdem ist das Ausmaß der Bewegung, die durch die Nockenabschnitte 315 und 319 erleichtert wird, vorzugsweise derart definiert, dass eine ausreichende Bewegung und Kraft bereitgestellt wird, um die Verformungstätigkeit und die Anbringung des Ausatemventils 245 an den Maskenrohlingen 237 durchzuführen. Wie oben wird vorzugsweise ausreichend Kraft bereitgestellt, um etwas des Materials, das die Atemschutzmaskenrohlinge 237 aufbaut, mindestens teilweise zu komprimieren oder zu zerdrücken, um die Herstellung einer luftdichten Verbindung zu verbessern. Wie bei der oben unter Bezugnahme auf 5A bis 5E beschriebenen Stanzbaugruppe ist die Innenstanze 322 vorzugsweise durch ein Schlupf- oder Spielmittel wie etwa eine Feder (nicht gezeigt) betrieblich derart mit der Außenstanze 324 verbunden, dass die Außenstanze 324 angetrieben mit dem Nockenstößel 326 verbunden sein kann, während die Bewegung der Innenstanze 322 wie etwa durch die Pressform 330 auf eine geringere Bewegung beschränkt wird.
Wie in 22 gezeigt kann das Führungssystem 304 in einer langgestreckten ovalen Form bereitgestellt sein, um gerade Abschnitte bereitzustellen, die durch gekrümmte Abschnitte verbunden sind. Andere Formen sind ins Auge gefasst, sofern eine gewünschte bestimmte Funktion durchgeführt werden kann. An einem ersten geraden Abschnitt 334 ist vorzugsweise die Ventilaufnahmestation 308 bereitgestellt, deren Zweck es ist, eine Ventilkomponente auf die Pressform 330 zu laden, während sich diese um das Führungssystem 304 bewegt. In Verbindung mit der Ventilaufnahmestation 308 liefert die Zufuhrvorrichtung 310 vorzugsweise eine fortlaufende Menge an Komponenten zur Ventilaufnahmestation 308. Die bestimmten Mechanismen, die als die Ventilaufnahmestation 308 und die Zufuhrvorrichtung 310 benutzt werden, bilden keinen bestimmten Teil der vorliegenden Erfindung, und es ist ins Auge gefasst, dass nach der vorliegenden Erfindung alle beliebigen herkömmlichen oder entwickelten Lade- und Zufuhrsysteme und -Mechanismen benutzt werden können. Der andere gerade Bereich 336 ist vorzugsweise derart mit der Maschinenrichtung der Atemschutzmaskenrohlinge 237 ausgerichtet, dass die Anbringungstätigkeit in Reihe mit ihrer Bewegung durchgeführt werden kann. Außerdem sollte die Maschinengeschwindigkeit der Maskenrohlinge 237 derart mit der Geschwindigkeit der Übertragungsmechanismen des Führungssystems 304 synchronisiert und daran angepasst sein, dass die Formbaugruppe 328 eine Ventilkomponente in Ausrichtung mit der Öffnung 235 jedes Maskenrohlings 237 bereitstellt, und dass der Verformungsschritt und die Anbringungstätigkeit ohne anzuhalten völlig entlang des geraden Abschnitts 336 durchgeführt werden können. Überdies ist ins Auge gefasst, dass mehrere Stanz- und Formbaugruppen (d.h., eine Kombination aus einer Stanzbaugruppe 320 mit einer synchronisierten Formbaugruppe 328) bereitgestellt werden können, die gemeinsam derart entlang der oberen und der unteren Führungsbahn 312 bzw. 316 angetrieben werden können, dass entlang des geraden Abschnitts 336 des Führungssystems 304 zur gleichen Zeit mehr als eine Anbringungstätigkeit im Gange sein kann. Um dies zu erleichtern, kann der gerade Abschnitt 336 passend bemessen sein.
Ein wie oben für das Anbringen von Ausatemventilen 245 durch Öffnungen 235 der Atemschutzmaskenrohlinge 237 beschriebenes Verfahren ist besonders bevorzugt, da es auf einer fortlaufenden Basis und mit hohen Geschwindigkeiten ausgeführt werden kann. Die Geschwindigkeit der Anbringung kann leicht mit der Maschinengeschwindigkeit des Maskenherstellungsvorgangs synchronisiert werden. Doch jedes beliebige Verfahren nach der vorliegenden Erfindung ist dahingehend vorteilhaft, dass Filtermaterial oder Gewebeverbundaufbauten, die Filtermaterial aufweisen, wirkungsvoll in einer luftdichten Weise mit Komponenten verbunden werden können. Außerdem können derartige Komponenten derart angebracht werden, dass sie an der Innenseite der Komponente um die Öffnung, durch die sie sich erstreckt, ein ordentliches Aussehen aufweisen, da keine sichtbaren rohen Ränder oder Schweißlinien sichtbar sind. Das heißt, der Verformungsvorgang deckt die Öffnungsränder ab. Zusätzlich wird eine geringfügige Fehlausrichtung zwischen einer Komponente und einer Öffnung verborgen und beeinträchtigt die wirkungsvolle Versiegelung, die die Verbindung an beiden Seiten des Materials erzeugt, nicht. Noch ein anderer Vorteil ist, dass die mechanische Klammerung, die sich aus einem derartigen Anbringungsvorgang ergibt, dazu wirken wird, das Gewebematerial zusammenzuhalten. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn das Gewebematerial mehrere Schichten aufweist, oder wenn das Gewebematerial einen darin eingebetteten partikulären Stoff aufweist (wie, wenn ein kohlenstoffbeladenes Gewebe verwendet wird), da die Komponentenanbringung die mehreren Schichten zusammenhält und/oder die Möglichkeit eines Teilchenverlusts verringert. Diese Handlung erleichtert auch eine fluiddichte Versiegelung zwischen den Schichten aneinander.
Um die Wirksamkeit eines Verfahrens nach dem oben Beschriebenen zum Anbringen eines Ausatemventils an einer Atemschutzmaske zu bewerten, wurde nach dem in 16 veranschaulichten Vorgang eine Anzahl von Masken der in 12 bis 15 gezeigten Art hergestellt. Die Basisabschnitte und Erweiterungselemente der Ventilkomponenten wurden aus einem Polypropylenmaterial gebildet, und die mittleren Felder der Atemschutzmasken bestanden aus einer Schicht BMF-Material, die zwischen einem inneren und einem äußeren Abdeckgewebe aus schmelzgebundenem Polypropylen-Vliesstoffmaterial bereitgestellt war. Die Qualität der Versiegelung zwischen der Komponente und dem mittleren Feld jeder Maske wurde durch Messen der Menge eines Indikatorfluids, die von einer Seite der Atemschutzmaske zur anderen verlaufen konnte, als das Ausatemventil selbst in einer geschlossenen Stellung versiegelt war, untersucht. Die untersuchten Ausatemventile umfassten jene der in 10 und 11 veranschaulichten Art, wobei das Klappenventil für jeden Versuch in einem geschlossenen Zustand gehalten wurde. Die Fluidflussmessungen wurden unter Verwendung einer automatischen Filterprüfvorrichtung von der Art, die unter der Warenbezeichnung "CertiTest" Modell 8130 von TSI Incorporated, Shoreview, Minnesota, USA, erhältlich ist, vorgenommen. Mit diesem Instrument wurde festgestellt, dass die geprüften Masken und Ventile mit ähnlichen Masken, bei denen das Ausatemventil durch Ultraschallschweißen am Gewebematerial angebracht war, vergleichbar sind.
Wie oben bemerkt ist auch ins Auge gefasst, dass jedes beliebige Anbringungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, um jede beliebige Komponente an jedem beliebigen Filtermaterial oder jeder beliebigen Atemschutzmaske anzubringen, nachdem das Material oder die Maske vollständig gebildet wurde. Wie zum Beispiel bei der in 23 veranschaulichten geformten Atemschutzmaske kann das Ausatemventil 100 an der Atemschutzmaske 104 angebracht werden, nachdem diese zu ihrem becherförmigen Körper zur Verwendung zum Abdecken des Munds und der Nase eines Trägers vorgeformt wurde. Derartige vorgeformte Masken sind bekannt und zum Beispiel in der US-Patentschrift Nr. 5,307,796 beschrieben. Typischerweise weist der Maskenkörper mindestens eine Schicht Filtermaterial und eine Formungsschicht auf, die dem Maskenkörper einen Stützaufbau bereitstellt und zum Tragen der Filterschicht dient. Die Formungsschicht kann aus jedem beliebigen geeigneten Material hergestellt werden, zum Beispiel einem Vliesstoffgewebe aus thermisch bindungsfähigen Fasern, die unter Verwendung herkömmlicher Vorgänge in die becherförmige Gestaltung geformt sind. Typische Merkmale beinhalten die veranschaulichten Stirnbandbänder und eine Nasenklammer. In jedem Fall wird eine Ausatemöffnung (nicht gezeigt) entweder derart vor oder nach dem Formungsvorgang bereitgestellt, dass das Ausatemventil 100 unter Verwendung eines Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung entweder vor oder nach dem Formungsvorgang angebracht werden kann.
Jedes beliebige Verfahren nach einer vorliegenden Erfindung kann auch verwendet werden, um andere Komponenten an Filtermaterial zu befestigen, das zur Verwendung auf anderen Gebieten als Atemschutzmasken bestimmt ist. Zum Beispiel ist in 24 Luftfiltermaterial veranschaulicht, das zu einem Filterbeutel 350 zur Verwendung in einem Staubsauger geformt ist. Derartige Staubsaugerbeutel sind wohlbekannt und können aus Papier oder anderem Material gebildet werden, das für den Fluss von Luft durchlässig ist. Mehrschichtenstoffe sind ebenfalls wohlbekannt. Wie veranschaulicht weist der Filterbeutel 350 eine Filtermaterialschicht 352 auf, die zwischen Stoffstützschichten 354 und 356 bereitgestellt ist. Ein Einlass 358 ist durch den Filterbeutel 350 hindurch definiert, der eine Komponente 360 aufweist, die dem Filterbeutel 350 ermöglicht, in einer herkömmlichen Weise am Auslass eines Staubsaugers angebracht zu werden. Die Komponente 360 kann vorteilhafterweise durch jedes beliebige Verfahren nach der vorliegenden Erfindung an ihrer Stelle befestigt werden, und zu diesem Zweck ist die Komponente 360 mit einem einstückigen verformbaren Erweiterungselement (nicht gezeigt) wie dem oben beschriebenen Erweiterungselement 16 versehen, das bei der Anbringungstätigkeit benutzt wird. Die Komponente 360 könnte abhängig von der Weise der Herstellung des Beutels am Filtermaterial befestigt werden, bevor oder nachdem dieses zum Beutel geformt wird.
Noch eine andere Filtervorrichtung, die einen Filter 370 aufweist, der eine damit verbundene Anbringungskomponente 372 aufweist, ist in 25 veranschaulicht. Der veranschaulichte Filter 370 weist einen wegwerfbaren Filter auf, der dazu bestimmt ist, lösbar an einer wiederverwendbaren Atemschutzmaske angebracht zu werden. Der Filter 370 ist scheibenförmig und weist ein rundes Stück eines Mehrschichten-Gewebestoffs auf, das um seinen Umfang vorzugsweise durch Schweißen gesäumt ist. Dieses Gewebematerial weist typischerweise eine Mikrofaserschicht auf, die zwischen Schichten von spinngebundenem Material angeordnet ist, welche die Außenflächen des Filters 370 bilden. Filter der in 25 gezeigten allgemeinen Art sind bekannt, und ein derartiges Beispiel ist unter der Warenbezeichnung "2040 High Efficiency Filter" von der Minnesota Mining and Manufacturing Company, St. Paul, Minnesota, im Handel erhältlich. Die Anbringungskomponente 372 ist vorzugsweise mit einer der Außenschichten des spinngebundenen Materials verbunden. Somit wird ferner bevorzugt, dass die Anbringungskomponente 372 mit einer der Außenschichten verbunden wird, bevor diese mit der inneren Mikrofaserschicht verbunden wird. Im Besonderen weist eine spinngebundene Schicht 374 wie in 25 gezeigt eine mittlere Öffnung auf, an der die Anbringungskomponente 372 angebracht wird. Eine Mikrofaserschicht 376 ist im Inneren der Öffnungen sowohl der spinngebundenen Schicht 374 als auch der Anbringungskomponente 372 sichtbar. Nach der vorliegenden Erfindung weist die Anbringungskomponente 372 ein Erweiterungselement auf, das durch die Öffnung der spinngebundenen Schicht 374 angeordnet werden kann und gegen seine Hinterfläche verformt werden kann. Die Anbringungskomponente 372 selbst würde im Übrigen aufweisen, welche zusätzlichen Merkmale auch immer gewünscht sind, damit sie lösbar mit ihrer Atemschutzmaske oder einem anderen Gegenstand verbunden werden kann.
Jede beliebige Anzahl von unterschiedlichen Filtervor richtungen und Materialien ist ins Auge gefasst, wenn ein Bedarf besteht, eine Komponente am Filtermaterial oder jedem beliebigen Verbundgewebe, das in sich ein derartiges Filtermaterial aufweist, anzubringen. Wie oben erfordert die Aufnahme von Filtermaterial, dass eine Komponente in einer derartigen Weise angebracht wird, dass sie an ihrer Stelle befestigt wird und eine wirkungsvolle Versiegelung bereitgestellt wird, damit sie keine schädliche Wirkung auf den Zweck des Filters aufweist. Das heißt, die Anbringung sollte nicht gestatten, dass bedeutende Verschmutzungen fähig sind, derart durch sie hindurchzugehen, dass die Fluidfilterung beeinträchtigt wird. Andere Verfahren der Anbringung sind nach der vorliegenden Erfindung ebenfalls ins Auge gefasst, um jede beliebige Komponente, die einen verformbaren Abschnitt aufweist, der an einer Seite eines Gewebes, das Filtermaterial enthält, bereitgestellt ist, anzubringen, wobei der verformbare Abschnitt derart in Verbindung mit einem Basisabschnitt, der an der anderen Seite des Gewebes bereitgestellt ist, benutzt werden kann, dass sich eine mechanisch geklammerte Verbindung ergibt.

Claims

Filtereinheit, die ein Gewebe aus Material aufweist, das seinerseits eine Schicht mit Filtermaterial (12) aufweist, wobei das Gewebematerial eine erste und eine zweite Hauptfläche (22, 24) und eine Öffnung (14) und mindestens eine Komponente (10) aufweist, die an das Gewebematerial angebracht ist, wobei die Komponente einen Komponenten-Basisabschnitt (18) aufweist, der eine Fläche (20) aufweist, die gegen die erste Hauptfläche des Gewebematerials anstößt und ein polymerisches Erweiterungselement (16), das sich vom Komponenten-Basisabschnitt aus erstreckt und durch die Öffnung des Gewebematerials verläuft, wobei das Erweiterungselement ebenfalls einen verformten Abschnitt (30) aufweist, der zum Komponenten-Basisabschnitt (18) zurückgebogen ist und der mindestens einen Flächenanteil davon aufweist, der derart gegen die zweite Hauptfläche (24) des Gewebematerials angebracht ist, dass die Komponente (10) in fluiddichtem Verhältnis zum Gewebematerial gehalten wird.
Filtereinheit nach Anspruch 1, wobei der Flächenanteil (36) des verformten Abschnitts gegen die zweite Hauptfläche (24) anstößt, und dies die ganze Strecke an der Öffnung (14), die durch das Gewebematerial bereitgestellt ist, um somit wirkungsvoll eine versiegelte Anbringung zwischen der Komponente und dem Gewebematerial zu schaffen.
Filtereinheit nach Anspruch 2, wobei das Erweiterungselement (16) einen Abschnitt aufweist, der sich vom Komponenten-Basisabschnitt (18) und von dem verformten Abschnitt (30) erstreckt, wobei der verformte Abschnitt einen ersten Abschnitt (32) aufweist, der sich zurück zum Komponenten-Basisabschnitt erstreckt und der ein Ende (34) aufweist, das über einer peripheren Zone von der zweiten Hauptfläche (24) des Gewebematerials angebracht ist, und ein Flächenanteil (36) des verformten Abschnitts, der gegen die zweite Hauptfläche (24) des Gewebematerials anstößt, ist am Ende vom ersten Abschnitt (32) des verformten Abschnitts bereitgestellt, wodurch die periphere Zone des Gewebematerials komprimiert ist und somit zwischen dem Ende (34) vom ersten Abschnitt (32) und dem Komponenten-Basisabschnitt gehalten wird.
Filtereinheit nach Anspruch 3, wobei das Erweiterungselement (16) von einem transversalen Querschnitt aus gesehen rund ist, der durch den Abschnitt vom Erweiterungselement, das sich vom Komponenten-Basisabschnitt (18) erstreckt, genommen wird.
Filtereinheit nach Anspruch 4, die ferner Mittel zum Einschränken der Drehung der Komponente (10) hinsichtlich des Gewebematerials aufweist, wobei die Mittel bereitgestellt sind, um zwischen dem Gewebematerial und einer seiner Schnittstellen mit dem Basisabschnitt (18) und dem Flächenanteil (36) des verformten Abschnitts (30), der gegen die zweite Hauptfläche (24) des Gewebematerials anstößt, zu wirken.
Filtereinheit nach Anspruch 5, wobei die Mittel zum Einschränken der Drehung Haftmittel aufweisen.
Filtereinheit nach Anspruch 3, wobei etwas von der peripheren Zone (85) des Gewebematerials ebenfalls zwischen dem Abschnitt vom Erweiterungselement (82), das sich vom Komponenten-Basisabschnitt (84) und dem ersten Abschnitt des verformten Abschnitts (86) erstreckt, bereitgestellt ist.
Filtereinheit nach Anspruch 3, wobei der verformte Abschnitt (63, 73) ferner einen zweiten Abschnitt aufweist, der am Ende vom ersten Abschnitt bereitgestellt ist und der sich in einer Entfernung vom ersten Abschnitt über eine periphere Zone von der zweiten Hauptfläche (24) des Gewebematerials erstreckt, und ein Flächenanteil des verformten Abschnitts (63, 73), der gegen die zweite Hauptfläche (24) des Gewebematerials anstößt, ist am zweiten Abschnitt des verformten Abschnitts bereitgestellt, wodurch die periphere Zone des Gewebematerials komprimiert ist und somit zwischen dem zweiten Abschnitt und dem Komponenten-Basisabschnitt (68, 78) gehalten wird.
Filtereinheit nach Anspruch 8, wobei etwas von der peripheren Zone des Gewebematerials ebenfalls zwischen dem Abschnitt vom Erweiterungselement (60, 70), das sich vom Komponenten-Basisabschnitt (68, 78) und dem ersten Abschnitt (64, 74) des verformten Abschnitts erstreckt, bereitgestellt ist.
Filtereinheit nach Anspruch 8, wobei der Abschnitt (64) vom Erweiterungselement (60), das sich vom Komponenten-Basisabschnitt (68) erstreckt, in seinem transversalen Querschnitt dicker als der verformte Abschnitt (63) ist.
Filtereinheit nach Anspruch 10, wobei der Abschnitt vom Erweiterungselement (60), das sich vom Komponenten-Basisabschnitt (68) erstreckt, ferner eine Ausbuchtung (66) aufweist, die sich ihm entlang erstreckt und ebenfalls die periphere Zone des Gewebematerials einrastet.
Filtereinheit nach Anspruch 10, wobei der verformte Abschnitt (63, 73) in seiner Dicke im transversalen Querschnitt abnimmt, wenn er sich zu seinem Ende erstreckt.
Filtereinheit nach Anspruch 10, wobei der verformte Abschnitt eine verdünnte Zone (76, 77) aufweist, die sich ihm entlang an einer Stelle einer Krümmung, die darin bereitgestellt ist, erstreckt.
Filtereinheit nach Anspruch 13, wobei der verformte Abschnitt (73) mehrere verdünnte Zonen (76, 77) aufweist, die sich ihm entlang erstrecken, wobei sie eine erste verdünnte Zone (77) an einer Stelle einer Krümmung aufweist, die dort bereitgestellt ist, wo sich der verformte Abschnitt (73) vom Erweiterungselement (70) zurück zum Komponenten-Basisabschnitt (78) biegt, und eine zweite verdünnte Zone (76) an einer Stelle einer Krümmung zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt des verformten Abschnitts.
Filtereinheit nach Anspruch 1, wobei das Gewebematerial mehrere Schichten von Material aufweist, das mindestens eine Schicht Filtermaterial (210) aufweist.
Filtereinheit nach Anspruch 1, wobei das Gewebematerial einen Maskenkörper (237) von einer Atemschutzmaske aufweist.
Filtereinheit nach Anspruch 16, wobei die Komponente mindestens einen Anteil von einem Ausatemventil (245) aufweist, das eine Öffnung aufweist, die durch das Erweiterungselement bereitgestellt ist.
Filtereinheit nach Anspruch 17, wobei das Gewebematerial mehrere Schichten aufweist, mit einer ersten Schicht, die die erste Hauptfläche bildet, die ein Spinnvliesstoff ist.
Filtereinheit nach Anspruch 18, in der der Spinnvliesstoff ein Polypropylen-Spinnvliesstoff ist, und der Komponenten-Basisabschnitt (18, 68, 78) und sein Erweiterungselement aus Polypropylen gebildet sind.
Filtereinheit nach Anspruch 16, wobei der Maskenkörper strukturell definierte Faltlinien (226) aufweist, wodurch er zum Lagern flach gefaltet werden kann und im Einsatz eine schalenförmige Zone über einen Mund und eine Nase vom Träger bilden kann.
Verfahren zum Anbringen einer Komponente an das Gewebe aus Material, das Filtermaterial aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Bereitstellen eines Gewebes, das eine Schicht Filtermaterial aufweist, wobei das Gewebe eine erste und eine zweite Hauptfläche und eine dadurch bereitgestellte Öffnung aufweist; Bereitstellen einer Komponente (10), die einen Komponenten-Basisabschnitt (18, 68, 78) und ein verformbares polymerisches Erweiterungselement (30, 63, 73) aufweist, das sich von der Basis bis zu einer Spitze erstreckt; Einfügen der Erweiterungselement-Spitze (16, 63, 73) zuerst durch die Öffnung im Gewebematerial und Berühren einer Fläche vom Komponenten-Basisabschnitt (18, 68, 78) gegen die erste Hauptfläche des Gewebematerials, wobei sich das Erweiterungselement durch die Öffnung erstreckt, und anschließendes Verformen des Erweiterungselementes zurück zum Komponenten-Basisabschnitt, so dass mindestens eine Fläche vom Erweiterungselement (16, 63, 73) gegen die zweite Hauptfläche (24) des Gewebematerials anstößt und, zusammen mit dem Kontakt der Fläche vom Komponenten-Basisabschnitt (18, 68, 78) und der ersten Hauptfläche des Gewebematerials die Komponente im fluiddichten Verhältnis zum Gewebematerial hält.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei der Schritt des Bereitstellens von Gewebematerial die Bereitstellung eines Mehrschicht-Gewebematerials aufweist, das mindestens eine Schicht Filtermaterial (210) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei der Schritt des Bereitstellens einer Komponente das Aufladen der Komponente auf einer Pressform (40) von einem zusammen wirkenden Stanz- (48) und Formsystem und das Tragen von mindestens einem Abschnitt des Komponenten-Basisabschnitts (18) durch einen Ambossabschnitt (46) von der Pressform (40) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei der Schritt des Einfügens des Erweiterungselements (16) von der Komponente (10) durch die Öffnung (14) des Gewebematerials ausgeführt wird, nachdem die Komponente auf die Pressform (40) geladen worden ist, und das gegenseitige Bewegen des Gewebematerials und der Pressform zueinander aufweist, bis eine Fläche vom Komponenten-Basisabschnitt (18) an die erste Hauptfläche (22) des Gewebematerials anstößt.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei der Schritt des Verformens des Erweiterungselements (16) von der Komponente (10) zurück zum Komponenten-Basisabschnitt (18) das Vorschieben einer Stanzbaugruppe (48) hinsichtlich des Gewebematerials aufweist, nachdem die Komponente (10) in Position eingefügt worden ist, und das Verformen des Erweiterungselementes (16) durch den Kontakt des Erweiterungselementes mit der vorschiebenden Stanzbaugruppe (48), wodurch die Stanzbaugruppe einen verformten Abschnitt des Erweiterungselementes hinsichtlich eines nicht verformten Abschnitts vom Erweiterungselement derart biegt, dass seine Spitze (32) näher zur zweiten Hauptfläche (24) des Gewebematerials bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei der Schritt des Verformens des Erweiterungselements (16) von der Komponente (10) zurück zum Komponenten-Basisabschnitt (18) ferner einen zweiten Verformungsschritt zum Biegen des verformten Abschnitts vom Erweiterungselement in einem ersten Abschnitt aufweist, der sich zum Gewebematerial erstreckt und einen zweiten Abschnitt (34) des verformten Abschnitts, der sich in einer Entfernung über die zweite Fläche (24) des Gewebematerials erstreckt.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei der Schritt des Verformens des Erweiterungselements (16) von der Komponente (10) zurück zum Komponenten-Basisabschnitt (18) ausgeführt wird, indem Innen- und Außenstanzen (50, 52) von der Stanzbaugruppe (48) derart getrennt vorgeschoben werden, dass eine anfängliche Verformung ausgeführt wird, indem die Innenstanze (50) vorgeschoben wird, um eine erste Krümmung zwischen den verformten und den nicht verformten Abschnitten vom Erweiterungselement (16) zu definieren, während die Spitze (32) des Erweiterungselements zur zweiten Hauptfläche (24) des Gewebematerials bewegt wird, und dass eine zweite Verformung ausgeführt wird, indem die Außenstanze (52) derart nach der anfänglichen Verformung hinsichtlich einer stationären Innenstanze (50) bewegt wird, dass die Spitze (32) vom Erweiterungselement näher an die zweite Hauptfläche (24) des Gewebematerials bewegt wird und dass eine Fläche vom Erweiterungselement (16) gegen die zweite Hauptfläche des Gewebematerials anstößt.
Verfahren nach Anspruch 27, wobei die zweite Verformung ebenfalls eine zweite Krümmung zwischen einem ersten Abschnitt des verformten Abschnitts, der sich zum Gewebematerial erstreckt, und einem zweiten Abschnitt (34) des verformten Abschnitts, der sich in einer Entfernung über die zweite Fläche (24) des Gewebematerials erstreckt, erzeugt.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei der Schritt des Verformens vom Erweiterungselement (16) zurück zum Komponenten-Basisabschnitt (18) ein derartiges Steuern des Verformens aufweist, dass die Fläche vom Erweiterungselement (16), die gegen die zweite Hauptfläche (24) des Gewebematerials anstößt, und dass die Fläche vom Komponenten-Basisabschnitt (18), die die erste Hauptfläche (22) des Gewebematerials berührt, näher beieinander liegen als die Dicke des Gewebematerials, um somit das Gewebematerial zu komprimieren und hierdurch das Halten der Komponente in einem fluiddichten Verhältnis mit dem Gewebematerial zu erleichtern.
Verfahren nach Anspruch 21, das ferner einen Schritt des Bereitstellens von einer Versiegelungsverstärkungssubstanz zwischen mindestens einer der Schnittstellen zwischen der Fläche des Erweiterungselements (16) und der zweiten Hauptfläche (24) des Gewebematerials und der Schnittstelle zwischen der Fläche vom Komponenten-Basisabschnitt (18) und der ersten Hauptfläche (22) des Gewebematerials aufweist, um somit das Herstellen eines fluiddichten Verhältnisses der Komponente zum Gewebematerial zu erleichtern.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Gewebematerial einen Maskenkörper einer Atemschutzmaske aufweist, die Öffnung durch den Maskenkörper bereitgestellt wird, und die Komponente (10) am Maskenkörper angebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei der Schritt des Verformens vom Erweiterungselement (16) zurück zum Komponenten-Basisabschnitt (18) wie ein Kaltformverfahren ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei der Schritt des Verformens vom Erweiterungselement (16) zurück zum Komponenten-Basisabschnitt (18) wie ein Warmformverfahren ausgeführt wird, das vor dem Verformungsschritt einen Schritt des Einführens einer ausreichenden Menge Hitze zum Erweiterungselement (16) von der Komponente (10) aufweist, um es somit dem Erweiterungselement (16) zu erlauben unter Verfahrensbedingungen verformt zu werden, die ansonsten nicht angemessen wären, um den Verformungsschritt auszuführen.
Verfahren zum Herstellen einer Atemschutzmaske, wobei eine Komponente an einen Maskenkörper angebracht wird, und wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Bereitstellen eines Maskenkörpers, der eine Schicht Filtermaterial (12) aufweist, wobei der Maskenkörper eine erste und eine zweite Hauptfläche (22, 24) und eine dadurch bereitgestellte Öffnung (14) aufweist; Bereitstellen einer Komponente (10), die einen Komponenten-Basisabschnitt (18) und ein verformbares polymerisches Erweiterungselement (16) aufweist, das sich von der Basis bis zu einer Spitze (32) erstreckt; Einfügen der Erweiterungselement-Spitze (32) zuerst durch die Öffnung (14) im Maskenkörper und Berühren einer Fläche vom Komponenten-Basisabschnitt (18) gegen die erste Hauptfläche vom Maskenköper, wobei sich das Erweiterungselement durch die Öffnung erstreckt, und anschließendes Verformen des Erweiterungselementes (16) zurück zum Komponenten-Basisabschnitt (18), so dass mindestens eine Fläche vom Erweiterungselement (16) gegen die zweite Hauptfläche vom Maskenkörper anstößt und, zusammen mit dem Kontakt der Fläche vom Komponenten-Basisabschnitt (18) und der ersten Hauptfläche vom Maskenkörper die Komponente im fluiddichten Verhältnis zum Maskenkörper hält.
Verfahren nach Anspruch 34, das ferner einen Schritt des Formens von Gewebematerial, das mindestens eine Schicht Filtermaterial aufweist, in einen geformten Maskenkörper für eine Atemschutzmaske (102) mit einer Form, die ein offenes Volumen über mindestens einen Anteil des Gesichts vom Träger schafft, aufweist.
Verfahren nach Anspruch 35, wobei der Formungsschritt vor dem Anbringen der Komponente (10) am Maskenkörper ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 35, wobei die Komponente (10) mindestens einen Anteil eines Ausatemventils (100) aufweist, das am geformten Maskenkörper angebracht ist.
Verfahren nach Anspruch 34, das ferner einen Schritt der Umwandlung von Gewebematerial, das mindestens eine Schicht Filtermaterial aufweist, in eine faltbare Atemschutzmaske (102) aufweist, die in einen flachen Zustand gefaltet werden kann und entfaltet werden kann, um eine Form zu bilden, die ein offenes Volumen über mindestens einen Anteil des Gesichts vom Träger schafft.
Verfahren nach Anspruch 34, wobei der Schritt des Verformens vom Erweiterungselement (16) zurück zum Komponenten-Basisabschnitt (18) wie ein Kaltformverfahren ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 34, wobei der Schritt des Verformens vom Erweiterungselement (16) zurück zum Komponenten-Basisabschnitt (18) wie ein Warmformverfahren ausgeführt wird, das vor dem Verformungsschritt einen Schritt des Einführens einer ausreichenden Menge Hitze zum Erweiterungselement (16) von der Komponente aufweist, um es somit dem Erweiterungselement (16) zu erlauben unter Verfahrensbedingungen verformt zu werden, die ansonsten nicht angemessen wären, um den Verformungsschritt auszuführen.
Fertigungsverfahren zum Herstellen von mehreren faltbaren Atemschutzmasken (102), die in einen flachen Zustand gefaltet werden können und entfaltet werden können, um eine Form zu bilden, die ein offenes Volumen über mindestens einen Anteil des Gesichts vom Träger schafft, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Bereitstellen eines Gewebematerials, das eine Schicht Filtermaterial (210) aufweist, Ausführen mehrerer aufeinander folgender Formgebungsoperationen zum Umwandeln des Gewebematerials in Serien von faltbaren Atemschutzmasken (102), und Anbringen einer Komponente an jede Atemschutzmaske (102), wobei das Verfahren des Anbringens von jeder der mehreren Komponenten an mehrere Atemschutzmasken die folgenden Schritte aufweist: Bereitstellen einer Öffnung (235) durch einen Maskenkörper von einer ersten Hauptfläche zu einer zweiten Hauptfläche davon; Bereitstellen einer Komponente (10), die einen Komponenten-Basisabschnitt (18) und ein verformbares polymerisches Erweiterungselement (16) aufweist, das sich von der Basis bis zu einer Spitze erstreckt; Einfügen des Erweiterungselements (16) von der Komponente, mit der Spitze zuerst, durch eine Öffnung im Maskenkörper und Berühren einer Fläche vom Komponenten-Basisabschnitt (18) gegen die erste Hauptfläche vom Maskenkörper, wobei sich das Erweiterungselement (16) durch die Öffnung erstreckt, und anschließendes Verformen des Erweiterungselementes (16) zurück zum Komponenten-Basisabschnitt, so dass mindestens eine Fläche vom Erweiterungselement (16) gegen die zweite Hauptfläche vom Maskenkörper anstößt und, zusammen mit dem Kontakt der Fläche vom Komponenten-Basisabschnitt (18) und der ersten Hauptfläche vom Maskenkörper die Komponente im fluiddichten Verhältnis zum Maskenkörper hält.
Verfahren nach Anspruch 41, wobei der Schritt des Verformens vom Erweiterungselement (16) zurück zum Komponenten-Basisabschnitt (18) wie ein Kaltformverfahren ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 42, wobei der Schritt des Verformens vom Erweiterungselement (16) zurück zum Komponenten-Basisabschnitt (18) wie ein Warmformverfahren ausgeführt wird, das vor dem Verformungsschritt einen Schritt des Einführens einer ausreichenden Menge Hitze zum Erweiterungselement (16) von der Komponente (10) aufweist, um es somit dem Erweiterungselement (16} zu erlauben unter Verfahrensbedingungen verformt zu werden, die ansonsten nicht angemessen wären, um den Verformungsschritt auszuführen.
Filtereinheit nach Anspruch 1 oder ein Verfahren nach Ansprüchen 21, 34 oder 41, wobei das Erweiterungselement ein thermoplastisches Polymer aufweist.
Filtereinheit nach Anspruch 1 oder ein Verfahren nach Ansprüchen 21, 34 oder 41, wobei das Erweiterungselement Polypropylen, Polyethylen oder Polyester aufweist.
Filtereinheit nach Anspruch 1 oder ein Verfahren nach Ansprüchen 21, 34 oder 41, wobei das Erweiterungselement Polystyren oder Styrol-Butadien Copolymer aufweist.