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Sauerstoffatemgerät mit lungengesteuertem Sauerstoffzuführungsventil
Die Erfindung betrifft ein Sauerstoffatemgerät mit lungengesteuertem Sauerstoffzuführungsventil,
das eine von der das Gerät durchströmenden Luftmenge abhängige Sauerstoffmenge zuführt.
Bei einem bekannten Sauerstoffatemgerät dieser Art steuert der in der Atemleitung
infolge der Strömungsenergie der bei jedem Aus= oder Einatemzug umgewälzten Luftmenge
entstehende Staudruck oder Sog die Vorrichtung zur Zuführung des Sauerstoffs in
-unmittelbarer Abhängigkeit von der Häufigkeit, Dauer und Stärke der Aus- oder Einatemzüge
derart, daß dem Atemgerät bei jedem Aus- oder Einatemzug eine der Dauer und Stärke
des Atemzuges entsprechende Sauerstoffmenge zugeführt wird. Zur Steuerung dient
vorzugsweise ein in die Ein- oder Ausatemleitung eingeschaltetes Drossel- oder Absperrglied,
das durch einen zweiarmigen Hebel mit dem Sauerstoffzuführungsventil verbunden ist,
so daß jeder-Ein- oder Ausatemzug das Drossel- oder Absperrglied, z. B. eine Ventilklappe,
in die Offenstellung bewegt und dadurch gleichzeitig das Sauerstof£zuführungsventil
öffnet und offen hält, sobald und solange eine seinen Widerstand überwindende Kraft
auf das Drossel- oder Absperrglied durch die Atmung ausgeübt wird. Infolge dieser
Anordnung erübrigt sich die sonst außer der lungengesteuerten Sauerstoffzufuhr noch
übliche Zufuhr einer gleichbleibenden, bestimmten Sauerstoffmenge. Die Anordnung
eines Drossel- oder Absperrgliedes in der Atemleitung und die Kupplung desselben
mit dem Sauerstoffzuführungsventil ist jedoch insofern nicht ganz unbedenklich,
als bei der Verwendung eines solchen Atemgerätes in Bergwerken infolge starker Erschütterung
oder harter Stöße folgenschwere Hemmungen oder Beschädigungen des Steuergliedes
eintreten können. Die unmittelbare Versperrung des Leitungsweges durch das unter
einem bestimmten Schließdruck stehende Drossel- oder Absperrglied hat außerdem eine
erhöhte Belastung der Atmung zur Folge.
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Das Sauerstoffatemgerät mit lungengesteuertem Sauerstoffzuführungsventil
nach der Erfindung ist ebenfalls so ausgebildet, daß das Ventil eine von der das
Gerät durchströmenden Luftmenge abhängige Sauerstoffmenge zuführt und sich infolgedessen
die sonst übliche zusätzliche gleichmäßige Sauerstoffzufuhr erübrigt. Die angeführten
Mängel eines solchen bekannten Sauerstoffatemgerätes sind jedoch beseitigt. Gemäß
der Erfindung wird dies dadurch ereicht, daß das Sauerstoffzuführungsventil
von
einem Mengenmesser für. die das Gerät durchströmende Atemluft gesteuert wird.
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Der Mengenmesser kann aus einem Meßrad bestehen, das durch die steuernde
Wand des Atembeutels mittels eines Klinkengetriebes im gleichen Drehsinn gedreht
wird und mittels an seinem Umfang in gleichmäßigen Abständen angeordneter Ansätze
das Sauerstoffzuführungsventil vorübergehend öffnet.
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Statt dessen kann der Mengenmesser auch aus einem in die Atemleitung
eingebauten Flügelrad bestehen, das von der durchströmenden Atemluft in Umdrehung
versetzt wird und dessen Drehbewegung durch Zahnräder auf ein Meßrad übertragen
wird, das mittels an seinem Umfang in gleichmäßigen Abständen angeordneter Ansätze
das Sauerstoffzuführungsventil vorübergehend öffnet. Zwecks Regelung der Sauerstoffzufuhr
entsprechend der Atemluftmen.ge können die das Sauerstoffzuführungsventil öffnenden
Ansätze des Meßrades verstellbar sein.
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Das neue Sauerstoffatemgerät hat folgende Vorteile: Durch die Betätigung
des Sauerstoffzuführungsventils mittels eines Mengenmessers für die das Gerät durchströmende
Atemluft wird erreicht, daß nach der jedesmaligen Durchatmung einer bestimmten Luftmenge
eine bestimmte Sauerstoffmenge zufließt. Der Mengenmesser macht die Steuerung der
Sauerstoffzufuhr unabhängig von dem Zeitpunkt der einzelnen Atemzüge. Der Gerätträger
erhält daher stets diejenige Sauerstoffzufuhr, die seiner Atmung entspricht. Ob
er groß oder klein ist, ob er ruhige oder anstrengende Arbeit verrichtet, ist dabei
ohne Einfluß; er erhält immer die dem Bedarf entsprechende Saüerstoffmenge. Der
Mengenmesser verwertet zur Steuerung der Sauerstoffzufuhr die Kraft mehrerer Atemzüge.
Die Bewegung des Mengenmessers erfordert die überwindung eines nur geringen, gleichbleibenden
Widerstandes, der sich weder zu Beginn noch während der Atmung ändert und der geringer
ist als derjenige der bisher üblichen lungengesteuerten Sauerstoffzuführungsventile.
Bei der Übertragung der Bewegung des Atembeutels auf den Mengenmesser bleibt der
Luftleitungsweg vollständig frei, so. daß weder eine ruckweise noch eine beschwerte
Atmung stattfindet. Auch bei der Betätigung des Mengenmessers durch ein in die Atemleitung
eingebautes Flügelrad ist nur ein verschwindend geringer und gleichbleibender Widerstand
zu überwinden. Mit dem Mengenmesser kann die - in einer bestimmten Zeit durchgeatmete
Luftmenge genau gemessen werden, und die Sauerstoffzufuhr kann auf diese Menge genau
eingestellt werden. Das neue Sauerstoffatemgerät kann auch zur physiologischen Leistungsforschung
benutzt werden, indem für die verschiedenen Arbeiten, z. B. Hämmern, Schaufeln,
Gewichtheben, mittels des die durchgeatmete Luftmenge messenden Mengenmessers die
günstigste Arbeitsbelastung und das günstigste Arbeitstempo festgestellt wird.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung und den Patentansprüchen.
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In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch
dargestellt.
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Abb. z zeigt die Anordnung eines nur durch die Einatmung mittels des
Atembeutels betätigten Mengenmessers in Verbindung mit dem Sauerstoffzuführungsventil;
Abb.2 zeigt die Anordnung eines sowohl durch die Einatmung als auch durch die Ausatmung
mittels des Atembeutels betätigten Mengenmessers; Abb. 3 zeigt die Anordnung eines
in der Ein- oder Ausatemleitung eingebauten Flügelrades mit einem Vorgelege zur
Übertragung der- Drehbewegung auf den Mengenmesser.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. r sind an den Atembeutel a in
üblicher Weise die Einatemleitung b und die Ausatemleitung c angeschlossen. Für
möglichst genaue Messungen ist ein Atembeutel mit starren Kopfwänden geeignet, dessen
bewegliche Wand sich parallel zu der anderen, festliegenden Wand bewegt. Die Parallelführung
der beweglichen Wand kann durch geeignete Mittel erreicht werden. Die bewegliche
Wand d des Beutels trägt einen Mitnehmer e für den um die Achse f drehbaren Hebel
g, der in dem Mitnehmer e zwischen zwei Führungsrollen gleitet. Auf der Achse f
sitzt ferner das durch die Sperrklinke k gegen Rückwärtsdrehen gesicherte Klinkenrad
i, das beim Zusammenfallen des Atembeutels durch die Abwärtsbewegung des Hebels
g mittels der daran schwenkbar befestigten Klinke k gedreht wird. Mit dem Klinkenrad
i ist die als Meßrad dienende Scheibe l verbunden. Der sichtbare Rand des Meßrades
l kann mit einer Maßeinteilung versehen werden, welche die Menge der durchgeatmeten
Luft erkennen läßt. Hierzu kann auch noch, besonders bei der Verwendung des Meßrades
als Leistungsprüfer, ein nicht dargestellter feststehender Zeiger dielten. In gleichmäßigen
Abständen sind am Umfang des Meßrades l Ansätze in angeordnet, die zur Steuerung
des Sauerstoffzuführungsventils n dienen. Zweckmäßig wird der Rand des Meßrades
l mit einer Anzahl von Löchern versehen, in denen die als Ansätze dienenden Stifte
m in ihrer Anzahl und in ihrem Abstand voneinander einstellbar sind.
Da
die Stifte dazu dienen, bei der Drehung des Meßrades l das Sauerstoffzuführungsventil
n zu steuern, kann durch den Abstand der Stifte m voneinander diejenige Luftmenge
genau eingestellt werden, die, nachdem sie das Gerät durchströmt hat, zum Offnen
des Sauerstoffzuführungsventils führt..
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Jeder der Stifte m hebt bei der Drehung des Meßrades l in der Pfeilrichtung
den Winkelhebel o des Sauerstoffzuführungsventils n für einen kurzen Augenblick
an,. wobei der Hebel o den Ventilteller p in die Ofenstellung verschiebt und Sauerstoff
aus. der Vorratsflasche durch die Leitungen q und r in die Ausatemleitung c strömt.
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Zur Vermeidung einer vollständigen Entleerung des Atembeutels trägt
dieser einen Anschlags, 'der beim Erreichen einer bestimmten Mindestfüllung gegen
das Hebelgestänge t drückt und dadurch den Ventilhebel o und den Ventilteller p
anhebt, so daß sich dann der Atembeutel- sofort mit Sauerstoff füllt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb.2 wird das Meßrad l .sowohl beim
Zusammenfallen als auch beim. Aufblähen des Atembeutels durch den Hebel g1 gedreht.
Dieser durch den Atembeutel a hin und her bewegte, um die Achse f 1 drehbare Hebel
g1 ist als dreiarmiger Kipphebel ausgebildet, dessen langer Arm an der steuernden
Wand d des Atembeutels angelenkt ist. An den beiden anderen, kurzen Hebelarmen sind
federnde Klinken it, 2c1 gelagert, die -in die Zähne des Klinkenrades i eingreifen.
Die beiden Klinken ic und icl sind derart angeordnet, daß sie dem Klinkenrad i eine
im gleichen Drehsinn fortschreitende Bewegung in der durch den Pfeil angezeigten
Richtung geben. Wird der Atembeutel aufgebläht, der Hebel g1 also gehoben, so bewirkt
die Klinke u die Drehung des Klinkenrades i, wobei die andere Klinke u1 von den
vorbeigleitenderi Zähnen b.eiseitegedrückt wird. Wenn der Atembeutel zusammenfällt
und den Hebel g1 abwärts bewegt, so wird das Klinkenrad i durch die -Klinke
u1 gedreht, wobei an der anderen Klinke is einige Zähne vorbeigleiten. Die Steuerung
des Sauerstoffzuführungsventils durch das Meßrad l erfolgt in gleicher Weise wie
bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. i.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Ab-h. 3 besteht der Mengenmesser
aus einem Flügel-
rad v, das in die, Atemleitung z eingebaut
ist und von der durchströmenden Atemluft in Drehung versetzt wird. Diese Drehung
wird unmittelbar oder mittels der Zahnräder zu auf das Meßrad L übertragen, das
mittels seiner Ansätze m in gleicher Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel nach
Abb. i das Sauerstoffzuführungsventil steuert.