EP3978081A1 - Atemmaske mit scheibenventil - Google Patents

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Publication number
EP3978081A1
EP3978081A1 EP20199306.0A EP20199306A EP3978081A1 EP 3978081 A1 EP3978081 A1 EP 3978081A1 EP 20199306 A EP20199306 A EP 20199306A EP 3978081 A1 EP3978081 A1 EP 3978081A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
valve device
carrier body
opening
sealing surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP20199306.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Torben Skov
Roman Skov
Gregor Andreas KRZEMPEK
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Moldex Metric AG and Co KG
Original Assignee
Moldex Metric AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Moldex Metric AG and Co KG filed Critical Moldex Metric AG and Co KG
Priority to EP20199306.0A priority Critical patent/EP3978081A1/de
Publication of EP3978081A1 publication Critical patent/EP3978081A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B18/00—Breathing masks or helmets, e.g. affording protection against chemical agents or for use at high altitudes or incorporating a pump or compressor for reducing the inhalation effort
    • A62B18/08—Component parts for gas-masks or gas-helmets, e.g. windows, straps, speech transmitters, signal-devices
    • A62B18/10—Valves
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B18/00—Breathing masks or helmets, e.g. affording protection against chemical agents or for use at high altitudes or incorporating a pump or compressor for reducing the inhalation effort
    • A62B18/02—Masks
    • A62B18/025—Halfmasks

Definitions

  • the invention relates to a valve device for a breathing mask, with a carrier body which can be fastened to a mask body of the breathing mask and has a valve opening through which flow can flow axially, the carrier body having a valve seat which surrounds the valve opening in a circle or annular shape with a continuous sealing surface, and with an elastically deformable seat Valve element, which is designed in the shape of a circular disk and is attached to the carrier body at an attachment point in the center of the valve opening in such a way that, in an unactuated state, it rests sealingly on the sealing surface at the edge, the valve seat having a longitudinal extension transverse to the direction of flow leading through the center of the valve opening and a having transverse extension leading through the center point.
  • the invention relates to a breathing mask, in particular for a human user, with a mask body which is designed to cover the user's mouth and nose when used as intended and to lie tightly against the user's face at the edge, and with a valve device arranged on the mask body , as described above.
  • valve devices and breathing masks with corresponding valve devices are already known from the prior art.
  • the disclosure document discloses U.S. 2009/0151728 A1 a generic valve device for a breathing mask.
  • Respiratory masks are generally used to protect the user of the respirator from airborne contaminants such as smoke, dust, foreign particles or aerosols, so that the inhaled air can only get through the filter material of the mask body to the mouth or nose of the user.
  • the mask body is generally designed to be filtering.
  • it is known not to return the airflow the same way, i.e. directly through the material of the mask body, but through a valve device which offers less air resistance.
  • valve devices have a valve element that is fixed at one end and that can detach from a sealing surface at the other end.
  • a valve element that is fixed at one end and that can detach from a sealing surface at the other end.
  • the valve device of the generic type known from the publication first mentioned above has the advantage that the valve element can detach from the sealing surface at two points, as a result of which a low back pressure is ensured when exhaling.
  • the invention is based on the object of creating an improved valve device in which, in particular, the back pressure is further reduced and the probability of droplet formation on the inside of the breathing mask facing the user is minimized.
  • valve device having the features of claim 1 .
  • This has the advantage that by pre-bending the valve element in its non-actuated position or in its non-actuated state, the detachment of the valve element from the sealing surface on both sides of the attachment point is made easier, thereby further reducing the back pressure when exhaling.
  • the valve element Due to the embodiment of the valve seat according to the invention, the valve element is already bent in the direction in which the valve element would move during an exhalation process with sufficient air pressure at the edge regions lying opposite one another, in relation to the attachment point. This preforming eliminates the initial energy that would have to be expended to move the valve element from a flat position, as is the case in the published application U.S.
  • the valve seat has a concave curvature overall in a side view in the direction of the longitudinal extent, along which the sealing surface extends.
  • the valve seat is thus curved in a concave manner in its entirety, so that the concave curvature extends over the entire valve seat in a side view.
  • Such a shape of the sealing surface results, for example, from the fact that the in particular tubular valve seat is cut by an imaginary cylinder, which extends perpendicularly to the longitudinal extent of the tubular valve seat, i.e. perpendicularly to the axial extent of the valve seat and the valve opening, so that the sealing surface ultimately extends along the Outer surface of the imaginary cylinder runs.
  • the valve element is thus curved in only one direction in the frame state.
  • the advantageous shape of the sealing surface or the valve seat means that the valve element, in that it is in the resting state, is sealing on the sealing surface over the entire area or at the edge rests, and thus also extends in the side view in a cylinder-concave shape and is thus already further pre-bent on two diametrically opposite sides spaced from the attachment point in the direction of actuation than in a section between the two end regions.
  • the valve element thus detaches quickly and with little effort at the outer end regions, and thus at two points from the valve seat, as a result of which the back pressure acting on the user is minimized.
  • the sealing surface extends concavely only parallel to the transverse extension of the valve seat.
  • the course of the sealing surface results in the concave curvature of the valve seat. This ensures that the edge of the valve element rests securely on the sealing surface in the idle state and that the seal is permanently ensured over the entire circumference of the valve element. This ensures that the valve element closes securely during an inhalation process and that even if there is no air flow, for example if the valve device is held by the user in such a way that the valve element lies below the valve seat, the valve element cannot become detached from the valve seat under its own weight .
  • the fastening point is arranged relative to the sealing surface in such a way that a prestressing of the valve element always acts on the sealing surface.
  • the fastening point in the valve opening is in front of the sealing surface, seen in the direction of flow. As a result, the valve element is always kept prestressed between the fastening point and the sealing surface.
  • an axial distance between the sealing surface and the fastening point changes constantly over the course of the sealing surface around the valve opening. This avoids steps or stepped transitions in the course of the sealing surface and ensures that the disk-shaped valve element rests securely on the sealing surface. This is achieved in particular by a sufficiently large radius of the concave curvature.
  • the curvature preferably has, at least in sections, a radius that is larger than a radius of an inside or an outside of the valve seat. This ensures that the sealing surface has a continuous profile, particularly in the areas that have the greatest axial distance from the fastening point.
  • the larger the radius of curvature is selected the flatter the cone shape of the valve seat is, which ensures a constant progression of the valve surface in a simple manner.
  • the Diameter or radius of the cylinder intersecting the valve seat is larger, in particular significantly larger, than the diameter or radius of the valve seat.
  • the carrier body has at least one, preferably several, webs projecting radially into the valve opening, and the respective web forms the fastening point at its end lying in the valve opening.
  • the attachment point is thus positioned in the valve opening by the web or webs and the central mounting or attachment of the valve element to the carrier body is made possible in a simple manner.
  • the multiple webs are particularly preferably connected to one another in one piece at their ends and form the fastening point in the connection area, which in particular has a support for the valve element.
  • the valve element can thus be placed on the valve seat and the attachment point. Due to the above-mentioned advantageous axial distance between the fastening point and the sealing surface, the valve element does not rest on the fastening point in the preassembled state due to its internal stress, unless it is pressed into the valve opening in the direction of the fastening point by overcoming the internal stress.
  • the valve device also has a cover fastened to the carrier body and covering the valve element at a distance, which has a retaining projection protruding in the direction of the valve disk, which presses the valve disk against the support of the fastening point.
  • the cover thus covers the valve element so that it is protected from external influences.
  • the distance between the cover and the valve element is selected in such a way that the valve element is lifted by the sealing surface when it is actuated, i.e. when an exhaled air flow occurs that exerts a sufficiently high pressure on the valve element in the valve opening, without being prevented from doing so by the cover to become.
  • the retaining projection ensures that the valve disc is pressed against the support when the cover is installed and that the prestress on the valve element for tight contact with the valve seat or the sealing surface is thus reliably achieved.
  • the central arrangement of the attachment point ensures that the valve element is subjected to a uniform force, which, among other things, also ensures a long service life.
  • the holding projection has a centering pin or mounting pin at its end facing the support, which has a central holding opening Valve disk penetrates and is inserted into a centering pin receptacle or mounting pin receptacle in the support of the attachment point.
  • the centering pin and the centering receptacle ensure that the retaining projection is optimally aligned with respect to the attachment point in order to achieve the desired contact pressure.
  • the fact that the holding projection with the centering pin reaches through the valve disk permanently ensures an optimal arrangement of the valve disk on the valve seat or the carrier body. Furthermore, this ensures simple assembly, which in particular ensures error-free joining of the individual parts of the valve device.
  • the retaining projection and/or the centering pin preferably have a circular cross section.
  • the optional circular cross-section of the centering pin ensures that the centering pin and centering pin holder can be easily brought together.
  • the circular cross-section of the retaining projection and in particular also the fastening point or its support for the valve disk ensures that the valve disk or the circular disk-shaped valve element is subjected to a uniform force application.
  • the circular cross section also means that the valve disc can be arranged in any orientation at the attachment point, a predetermined orientation of the valve disc in relation to the attachment point is omitted, which considerably simplifies assembly and can also be automated, for example.
  • the centering pin is inserted into the centering pin receptacle with radial play and is in axial contact with an axial stop of the centering pin receptacle.
  • the depth of insertion of the centering pin into the centering pin receptacle is thus limited by the axial stop. Because the centering pin is also inserted radially with play, it is ensured that the centering pin achieves the desired axial contact with the axial stop of the centering pin receptacle during assembly of the valve device without, for example, jamming or tilting in the centering pin receptacle beforehand.
  • the deformation of the valve element or the valve disk due to the assembly of the valve device can also be easily limited or adjusted to a predetermined value.
  • the valve disc is held between the holding projection and the support, the distance between the holding projection and the support being defined by the insertion depth of the centering pin. This also defines the position of the valve disk between the support and the retaining projection and thereby the relative position of the valve disk in the area of the support to the sealing surface (i.e. seen in the axial direction) or the preload of the valve disk in the valve device.
  • the The insertion depth of the centering pin is selected in such a way that the valve disc in the area of the support is arranged at an axial distance from the sealing surface, in particular also at an axial distance from the lowest point of the valve seat, seen in the axial direction, in order to preload and deform the valve element according to the concave shape of the valve seat to reach.
  • the carrier body and the cover form at least one plug-in connection arranged radially outside of the valve seat.
  • the carrier body and the cover are thus preferably connected in addition to the connection of the holding projection to the fastening point outside of the valve seat or the valve element by the plug-in connection, preferably non-positively, in a form-fitting manner, in order to securely hold the cover on the carrier body and in particular the one acting on the valve element
  • the plug-in connection preferably non-positively, in a form-fitting manner, in order to securely hold the cover on the carrier body and in particular the one acting on the valve element
  • three plug-in connections are formed between the carrier body and the cover, which are distributed over the circumference of the valve element or the valve seat.
  • the respective plug-in connection preferably has a retaining pin protruding axially from the carrier body or the cover and a retaining opening formed in the cover or the carrier body, the retaining pin being inserted, in particular pressed, into the retaining opening.
  • a plurality of plug-in connections are formed between the carrier body and the cover and are distributed around the valve opening.
  • the plug-in connections are particularly preferably distributed unevenly around the valve opening, so that an asymmetry arises.
  • the asymmetry ensures that incorrect assembly of the cover on the carrier body is reliably prevented.
  • the asymmetrical arrangement also allows the assembly to be automated, since the arrangement of the plug connections, in particular the retaining pins and/or the retaining opening, is also automatically recognized on the respective individual part, thereby ensuring correct alignment of the individual parts with one another.
  • the valve seat is particularly preferably designed as a sealing web protruding axially from the carrier body.
  • the valve seat thus protrudes axially in particular from the carrier body, as a result of which the formation of the sealing surface can be implemented cost-effectively.
  • At least one protective web is formed radially spaced from the valve seat and extends in particular parallel to the sealing web.
  • the valve disk is further protected against external influences by the protective web, which is not directly operatively connected to the valve disk, which means that it is also located at a radial distance from the valve disk. It is only when the valve disk is actuated that it lifts up in some areas above the protective bar in order to facilitate the exhalation process. In the non-actuated state, it lies below the protective bar and is therefore not visible, for example, in a side view.
  • the carrier body has an insertion section, which is formed in particular on the side of the carrier body facing away from the sealing seat, and which can be inserted or inserted into an opening of the mask body for aligning and/or fastening the valve device on the mask body.
  • the plug-in section thus represents a fastening means for the carrier body, by means of which the carrier body can be arranged and in particular aligned on the mask body of the breathing mask.
  • the plug-in section is manufactured with an outer contour that corresponds to the inner contour of the opening of the mask body, so that a form-fitting connection between the mask body and the carrier body can be implemented.
  • the insertion section particularly preferably has a connecting ring which can be inserted into the opening, or a plurality of latching elements which are distributed over the circumference and which are separated from one another as viewed in the circumferential direction by longitudinal slots.
  • a clamping ring can be pushed onto the plug-in section or plug-in ring and held in a form-fitting manner on the plug-in section, for example by latching lugs of the connecting ring or the latching elements, in such a way that material of the mask body is clamped between the clamping ring and the carrier body and the carrier body or the valve device is thereby fastened to the mask body .
  • the cover has at least one peripheral wall section of a peripheral wall which is designed to rest on the mask body at its free end.
  • the cover is thus supported on the mask body in the fitted position by the peripheral wall section.
  • valve device can be mounted or mounted on the breathing mask in such a way that the free end of the peripheral wall section is pressed onto the mask body in such a way that it deforms the mask body in certain areas and forms a depression on its outside, which is advantageous when moisture is introduced into the mask body works.
  • the cover forms at least two flow openings which are diametrically opposite one another in the transverse extension of the valve seat.
  • the through-flow openings are thus assigned to that area of the valve element or the disc valve which is the first to detach from the sealing surface during an exhalation process.
  • air is blown out through the respectively raised valve section directly through the through-flow opening of the cover associated therewith into the area surrounding the breathing mask. This ensures a particularly low back pressure for the user.
  • the cover particularly preferably forms the respective through-flow opening between itself and the mask body.
  • the cover has an opening or an opening in its casing wall or peripheral wall for each of the through-flow openings.
  • the breathing mask according to the invention with the features of claim 18 is characterized by the inventive design of the valve device.
  • the valve device is preferably arranged on the mask body in such a way that the longitudinal extension of the valve device, in particular of the carrier body, extends in the longitudinal extension of the mask body, i.e. in particular parallel to a center line of symmetry of the mask body, which extends through a nose and mouth area of the mask body , so that it detaches the valve element from the sealing surface to the left and right of an imaginary line connecting the nose and mouth when the breathing mask is used as intended.
  • both a low air resistance is achieved and the formation of droplets on the inside of the breathing mask is avoided.
  • the carrier body has an insertion section, as already described above, which is inserted into the opening of the mask body for aligning and/or fastening the valve device.
  • the valve of the opening of the mask body is advantageously assigned and the orientation and arrangement of the valve device on the Mask body secured.
  • the cover is pressed onto at least one peripheral wall section on the outside of the mask body, in particular in such a way that there is a depression on the mask body along the free end of the peripheral wall section. As a result, moisture that condenses, for example, on the inside of the cover facing the valve element, is introduced into the mask.
  • the peripheral wall section is arranged in particular on an underside of the valve device, so that condensate that forms on the cover is introduced into the mask at the lower end without penetrating the mask.
  • the cover preferably has through-flow openings that are diametrically opposite one another in the transverse extension of the valve seat, so that the respective through-flow opening is assigned to the area of the disc valve that is axially the greatest distance from the support and is therefore the first to open when the user exhales.
  • the through-flow openings lie to the left and right of an imaginary line connecting the mouth and nose when used as intended.
  • the through-flow openings are particularly preferably formed between the cover and the mask body, so that an edge delimitation of the respective through-flow opening is limited by the cover on the one hand and the mask body on the other hand.
  • the respective through-flow opening is formed entirely in a peripheral wall section of the cover.
  • FIG 1 shows a perspective view of an advantageous breathing mask 1 for a human user.
  • the breathing mask 1 has a mask body 2 which is designed to cover the mouth and nose of the user and to lie sealingly on the user's face with a circumferential sealing edge 3 .
  • the mask body 2 is designed in one or more layers, in particular to ensure a dimensionally stable design of the mask body 2 and to provide a filter function for the mask body 2 . If the mask body 2 lies tightly against the user's face so that it covers the user's mouth and nose, the mask body serves to filter the ambient air inhaled by the user.
  • the mask body 2 has a valve device 4 which has an opening 5 (in figure 2 shown) fills out.
  • the valve device 4 is embodied as an exhalation valve, so that it opens or enables a flow-through process when a user breathes out and closes when the user breathes in. This ensures that when inhaling, the outside air can only reach the user through the mask body 2 or through the filtering and air-permeable material of the mask body 2, and that when exhaling, the air escapes from the breathing mask 2 with reduced resistance by opening the valve can. This ensures that the user is comfortable to wear, which also allows the breathing mask 1 to be worn over a longer period of time without any problems.
  • the valve device 1 which is explained in more detail below, has the advantage that it offers particularly low resistance during an exhalation process and also effectively prevents the formation of droplets on the inside of the breathing mask 1.
  • FIG 2 shows the valve device 4 in a simplified longitudinal sectional view according to line AA figure 1 , i.e. in a longitudinal section.
  • the valve device 4 has a carrier body 6 , a cover 7 and a valve element 8 .
  • the valve device 4 can in particular be preassembled and then fastened to the mask body 2 .
  • the individual parts of the valve device 4, i.e. the carrier body 6, the cover 7 and the Valve element 8 is preferably made of a plastic material, the materials of the individual parts can also differ from one another.
  • FIG 3 shows the support body 6 of the valve device 4 in different views.
  • the support body 6 is in particular a single part made of plastic, which has a substantially circular outer contour and a valve opening 9 in the middle, which is also circular according to the present embodiment.
  • Figure 3A shows the carrier body 6 in a perspective view.
  • the carrier body 6 has a plate-shaped base section 10 through which the valve opening 9 extends axially, so that the valve opening 9 can also be flowed through axially.
  • Figure 3B shows the carrier body 6 in a side view according to arrow 11 in Figure 3A .
  • a plurality of locking elements 13, which surround the valve opening 9 on the circumference, protrude axially, are designed to be elastically deformable and each have a radially projecting locking lug 14 on their outside.
  • the latching elements 13 are thus designed in the manner of bending elements, with the latching elements 13 optionally having an outer diameter at the level of the latching lugs 14 which is larger than the inner diameter of the opening 5 in which the valve device 4 is fastened.
  • the carrier body 6 is pushed in with the latching elements 13 in such a way that the latching elements 13 are elastically deformed radially inwards in order to penetrate the opening 5 of the mask body 2, and then, due to their inherent elasticity, push radially outwards in order to axially compress the mask body 2 to intervene.
  • the outer diameter of the locking elements 13 in the area of the locking lugs 14 is selected in such a way that it is smaller than the inner diameter of the opening 5, so that the carrier body 6 can be inserted into the opening 5 with the locking elements 13 without resistance, as shown in FIG figure 2 shown. Then a particularly elastically deformable clamping ring 15 is pushed over the locking elements 13 on the outside in order to engage behind the locking lugs 14 . This also ensures that the carrier body 6 is securely locked on the mask body 2 .
  • the latching elements 13 are not separated from one another by slots 16 that extend axially, as in the present exemplary embodiment, but are formed in one piece as a closed connecting ring.
  • the latching elements 13 or the connecting ring form an annular insertion section 13', which is inserted into the opening 5 of the mask body for alignment and/or attachment of the valve device 4 to the mask body.
  • Figure 3C shows the carrier body in a plan view.
  • the carrier body 6 has a longitudinal extent L and a transverse extent Q, with the longitudinal extent corresponding to the cutting line AA in the assembled state and the transverse extent being perpendicular thereto, with the longitudinal extent and transverse extent each passing through the center point of the carrier body 6 and the valve opening 9, as shown in FIG Figures 3A and 3C shown.
  • the side view according to arrow 11 as shown in Figure 3B is shown is therefore a view in the longitudinal extension L or perpendicular to or on the transverse extension Q.
  • the carrier body 6 on the base section 10 has a sealing web 17 which extends in the shape of a circular ring and which surrounds the valve opening 9 and is in particular arranged coaxially thereto.
  • the sealing web 17 protrudes axially from the base body 10 and forms a valve seat 18 for the valve element 8 already mentioned.
  • the valve seat 8 is concave overall, so that it has a curvature with the radius R1.
  • the sealing web 17 On its free end face, the sealing web 17 has a sealing surface 19 which corresponds to the intersection of the sealing web 17 with an imaginary cylinder with the radius R1, whose center axis or axis of rotation is aligned in the longitudinal direction according to the arrow 11.
  • the sealing surface 19 thus extends concavely only parallel to the transverse extension Q of the valve seat 18, the sealing surface having a course in the circumferential direction due to the radius R1, which is significantly larger than the radius R2 of the annular shape of the sealing web 17, at which the distance of the sealing surface 19 changes constantly along the course of the sealing surface 19 to a fastening point 20 lying in the middle of the valve opening 9 .
  • the base body 10 has several webs 21 , in this case three, which protrude radially inwards into the valve opening 9 and which lead from the inside of the valve opening 9 to the central attachment point 20 .
  • the webs 21 are each formed in one piece with the base body 10 and with the fastening point 20 .
  • the attachment point 20 is cup-shaped, with a free end face that forms a support 22 and with a recess arranged in the support 22 that forms a centering pin receptacle 23 .
  • the webs 21 are distributed in particular uniformly over the circumference of the valve opening 9 .
  • Figure 3D shows a sectional view of the carrier body 6 in the transverse extension Q, as in FIG Figure 3C shown. It can be seen here that the cup-shaped fastening point 22 lies in the center of the valve opening 9 and ends at a distance axially from the sealing surface 19 of the valve seat 18 . Also in the sectional representation of Figure 3D the concave shape of the valve seat 18 can be seen. The smallest axial distance x between the support 22 of the attachment point 20 and the sealing surface 19 corresponds to the value x 1 . The greatest axial distance x 2 is between the support 22 of the attachment point 20 and the sealing surface 19 in - in the longitudinal section of Figure 3D seen - the very outer area of the sealing web 17.
  • the distances x 1 and x 2 are selected in particular depending on the embodiment of the valve element 8, in particular depending on its elasticity, which result from the selected material and the shape of the valve element 8, in order to ensure that the valve element 8 fits tightly on the To ensure sealing surface 19 permanently. The force with which the valve element 8 is pretensioned by the cover 7 is also taken into account.
  • Figure 3E shows an enlarged detailed sectional view of the carrier body in the area of the sealing seat 18.
  • Figure 3F shows a sectional representation of the carrier body 6 according to the longitudinal section or the longitudinal extension L.
  • the concave configuration of the valve seat 17 cannot be seen.
  • the distance x 1 to the support 22 it is also shown in Figure 3F the distance x 1 to the support 22.
  • FIG 4 shows a perspective view of the cover 7 with a view of the underside facing the carrier body 6 .
  • the cover 7 has a presently circular base section 24, from the outer edge of which an in particular peripheral jacket wall 25 protrudes in the direction of the carrier body 6, the height of the jacket wall 25 being of different sizes as seen over the circumference.
  • the height of the jacket wall 25 is selected in particular as a function of the mask body 2 on which the valve device 4 is attached, so that the jacket wall 25, in particular at two diametrically opposite wall sections 25' with a greater height on the mask body 2, has a free end of the respective casing wall section 25', and ends at two diametrically opposite wall sections 25" with a lower height, which lie between the first-mentioned wall sections, at a distance from the mask body 2 in order to form a flow opening 26 between the mask body 2 and the cover 7, such as for example in the side view of the breathing mask 1 in figure 5 shown.
  • the through-flow openings 26 are preferably diametrically opposite one another in the transverse extension of the carrier body 6 , so that the through-flow openings 26 are assigned to the area of the valve seat 17 that is axially at the greatest distance from the support 22 . This ensures that when the valve is actuated by an exhalation process, the exhaled air reaches the through-flow opening 26 directly through the raised valve element 8 and can thus be blown out of the valve device 4 with little counter-pressure.
  • the cover 7 only has the wall sections 25'.
  • the free end of the respective wall section 25' is pressed into the mask body 2 in such a way that a recess is formed in the outside of the mask body 2.
  • the cover 7 has an axially protruding retaining projection 27 in the center of the base section 24 .
  • the retaining projection 27 has a centering pin 28 with a reduced diameter.
  • the retaining projection 7 and the centering pin 28 are each provided with axially extending and radially projecting stiffening ribs 29,30.
  • the outer diameter of the retaining projection 27 or the stiffening ribs 28 is chosen to be larger in this case such that the retaining projection 27 is opposite the attachment point 29 with its front edge of the support 22 .
  • the centering pin 28 is inserted into the centering pin receptacle 23 in particular with radial play, so that the free end of the centering pin 28 rests securely on the bottom of the centering pin receptacle, in particular in the form of a cup.
  • the bottom of the centering pin receptacle forms an axial stop 23 ′ for the centering pin 28 , which limits the penetration depth of the centering pin 28 in the centering pin receptacle 23 .
  • This ensures that the valve disk or the valve element 8 is only deformed by the end wall of the retaining projection 27 in the direction of the support 22 until the centering pin 28 reaches the axial stop 23'. This ensures a limited pre-deformation of the valve disk or the valve element 8 and thus a defined contact pressure of the valve element 8 on the sealing surface 19 during assembly in a simple manner.
  • the disk-shaped valve element 8 has an opening 31 in the middle, which in particular is also circular, as in FIG figure 2 shown.
  • the inner diameter of the opening 31 is larger than the outer diameter of the centering pin 28, so that the retaining projection 27 with the centering pin 28 penetrates the valve disc or the valve element 8 with a radial distance or with radial play, so that the valve element 8 in the assembled state, as in FIG figure 2 shown, held axially between the holding projection 28 and the support 22, in particular braced or clamped.
  • the inner diameter of the opening 31 is smaller than the outer diameter of the retaining projection 27 or the stiffening ribs 29.
  • valve element 8 is thus prestressed axially in such a way that it is flat on the edge, i.e. with its outer edge the sealing surface 19 of the valve seat 18 rests, as exemplified in figure 2 shown.
  • plug-in connections 32 are formed between the cover 7 and the carrier body 6 .
  • Each of the plug connections 32 has a retaining pin 33, which in the present case protrudes axially from the base section 10 of the carrier body 6 on the upper side 16, and a retaining opening 34 into which the retaining pin 33 is pressed.
  • the holding openings 34 are advantageously formed in holding domes 35 protruding from the base section 24 of the cover 7 in the direction of the carrier body 6 .
  • the plug-in connections 32 which ensure a non-positive connection between the cover and the carrier body 6, ensure that the cover 7 does not become detached from the carrier body 6 in an undesired manner. In addition, it is ensured that the desired pressing force of the valve element 8 is permanently guaranteed. Thanks to the advantageous plug-in connections 32, the base section 24 of the cover 7 is kept at such a distance from the carrier body 6 and the valve element 8 that the valve element 8 can be elastically deformed sufficiently to open a flow path, as shown in FIG figure 2 indicated by dashed lines.
  • the advantageous alignment and design of the carrier body 6 ensures that the area with the greatest distance x 2 between the sealing surface 19 and the support 22 is in the area of the flow openings 26, so that a direct flow path from the valve element 8 through the flow opening 26 is guaranteed.
  • valve seat 18 ensures that the advantageous concave pre-shaping of the valve element 8, the valve element 8 at his der Flow opening 26 facing sections or end areas deformed even at low air pressure inside the breathing mask 1 and detaches from the sealing surface 19 to release the flow path. This offers a particularly low resistance of the valve device 4 when exhaling.
  • a protective web 36 is preferably associated with the valve seat 18 or the sealing web 17, as for example also in the sectional view of FIG Figure 3D or 3E shown, which is spaced radially outwards from the sealing web 17 and protrudes further axially from the base section 10 than the sealing web 17.
  • the protective web 36 preferably runs parallel to the sealing web 18, in particular also following the concave shape of the valve seat 18 , as in the Figures 3D and 3E shown.
  • the height of the protective web 36 is selected such that it protrudes beyond the valve element 8 resting on the sealing web 17 in the unactuated state, so that the valve element 8 in a side view of the valve device 4, such as in the side view of the breathing mask 1 in FIG figure 5 shown, is not visible and is protected by the protective web 36 from unwanted damage.
  • the protective web 36 either extends continuously around the sealing web 17, thus also forming a closed annular shape, or it is interrupted in sections, as in the present exemplary embodiment, in particular in FIGS Figures 3A and 3C shown.
  • the carrier body 6 has an outer contour that deviates from a circular shape, which according to the present exemplary embodiment is characterized by a straight edge section 37, as shown in FIG Figure 3C shown is formed.
  • the carrier body 6 receives a geometric or mechanical reference that offers simple alignment and sorting and thus mechanical processing of the carrier body 6 during assembly, storage and transport of the carrier body 6 and the valve device 4 .
  • the plug-in connections 32 are not evenly distributed over the circumference of the valve opening 9, but unevenly. This also enables machine processing, in particular machine alignment of the carrier body and the cover to one another, which enables a simple machine assembly process, as a result of which the present breathing mask 1 or the valve device 4 can also be produced fully automatically in large numbers.
  • valve element 8 When used as intended, the valve element 8 opens to the left and right or to the side in relation to an imaginary line connecting the mouth and nose of a user, as in figure 1 represented by arrows 38 indicating airflow of an expiratory event.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung (4) für eine Atemmaske (1), mit einem Trägerkörper (6), der an einem Maskenkörper (2) der Atemmaske (1) befestigbar ist und eine axial durchströmbare Ventilöffnung (9) aufweist, wobei der Trägerkörper (6) einen die Ventilöffnung (9) kreisförmig umgebenden Ventilsitz (18) mit einer durchgehenden Dichtfläche (19) aufweist, und mit einem elastisch verformbaren Ventilelement (8), das kreisscheibenförmig ausgebildet und an einer Befestigungsstelle (20) des Trägerkörpers (6) mittig in der Ventilöffnung (9) derart befestigt ist, dass es in einem unbetätigten Zustand randseitig auf der Dichtfläche (19) dichtend aufliegt, wobei der Ventilsitz (18) quer zur Durchströmungsrichtung eine durch den Mittelpunkt der Ventilöffnung (9) führende Längserstreckung (L) und eine durch den Mittelpunkt führende Quererstreckung (Q) aufweist. Es ist vorgesehen, dass der Ventilsitz (18) in einer Seitenansicht in Richtung der Längserstreckung (L) insgesamt eine konkave Krümmung aufweist, entlang welcher sich die Dichtfläche (19) erstreckt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung für eine Atemmaske, mit einem Trägerkörper, der an einem Maskenkörper der Atemmaske befestigbar ist und eine axial durchströmbare Ventilöffnung aufweist, wobei der Trägerkörper einen die Ventilöffnung kreisförmig beziehungsweise kreisringförmig umgebenden Ventilsitz mit einer durchgehenden Dichtfläche aufweist, und mit einem elastisch verformbaren Ventilelement, das kreisscheibenförmig ausgebildet und an dem Trägerkörper an einer Befestigungsstelle mittig in der Ventilöffnung derart befestigt ist, dass es in einem unbetätigten Zustand randseitig auf der Dichtfläche dichtend aufliegt, wobei der Ventilsitz quer zu der Durchströmungsrichtung eine durch den Mittelpunkt der Ventilöffnung führende Längserstreckung und eine durch den Mittelpunkt führende Quererstreckung aufweist.
  • Weiterhin betrifft die Erfindung eine Atemmaske, insbesondere für einen menschlichen Benutzer, mit einem Maskenkörper, der dazu ausgebildet ist, bei bestimmungsgemäßem Gebrauch Mund und Nase des Benutzers zu überdecken und randseitig dichtend an dem Gesicht des Benutzers anzuliegen, und mit einer an dem Maskenkörper angeordneten Ventileinrichtung, wie sie obenstehend beschrieben wurde.
  • Ventileinrichtungen und Atemmasken mit entsprechenden Ventileinrichtungen sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt. So offenbart beispielsweise die Offenlegungsschrift US 2009/0151728 A1 eine gattungsgemäße Ventileinrichtung für eine Atemmaske. Atemmasken dienen im Allgemeinen dazu, den Benutzer der Atemmaske vor Luftverunreinigungen, wie beispielsweise Rauch, Staub, Fremdpartikeln oder Aerosole zu schützen, sodass die eingeatmete Luft nur durch das Filtermaterial des Maskenkörpers hindurch zu dem Mund oder der Nase des Benutzers gelangen kann. Der Maskenkörper ist insoweit in der Regel filtrierend ausgebildet. Um das Ausatmen zu erleichtern, ist es bekannt, den Luftstrom nicht den gleichen Weg zurückzuführen, also direkt durch das Material des Maskenkörpers, sondern durch eine Ventileinrichtung, die einen geringeren Luftwiderstand bietet. Dadurch wird der Tragekomfort der Atemmaske und beispielsweise auch die Akzeptanz zum Tragen einer Atemmaske für einen Längeren Zeitraum erhöht. Bei bekannten Atemmasken weisen die Ventileinrichtungen ein einendig festgelegtes Ventilelement auf, das sich anderendig von einer Dichtfläche lösen kann, wie beispielsweise in den Offenlegungsschriften US RE43,289E , WO 2018/052874 A1 oder EP 1 399 222 B1 offenbart. Die aus der oben zuerst genannten Druckschrift bekannte gattungsgemäße Ventileinrichtung hat demgegenüber Vorteil, dass das Ventilelement sich an zwei Stellen von der Dichtfläche lösen kann, wodurch ein geringer Gegendruck beim Ausatmen gewährleistet ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Ventileinrichtung zu schaffen, bei welcher insbesondere der Gegendruck weiter reduziert und die Wahrscheinlichkeit von Tröpfchenbildung an der dem Benutzer zugewandten Innenseite der Atemmaske minimiert wird.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch eine Ventileinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Diese hat den Vorteil, dass durch eine Vorbiegung des Ventilelements in seiner unbetätigten Stellung beziehungsweise in seinem unbetätigten Zustand das Lösen des Ventilelements von der Dichtfläche beidseits der Befestigungsstelle erleichtert und dadurch der Gegendruck beim Ausatmen weiter reduziert wird. Durch die erfindungsgemäße Ausführungsform des Ventilsitzes wird das Ventilelement aneinander gegenüberliegenden Randbereichen, bezogen auf die Befestigungsstelle, bereits in die Richtung gebogen, in welche sich das Ventilelement bei einem Ausatemvorgang mit ausreichendem Luftdruck bewegen würde. Durch diese Vorformung entfällt die initiale Energie, die aufgewandt werden müsste, um das Ventilelement aus einer ebenen Lage, wie sie in der Offenlegungsschrift US 2009/0151728 A1 gezeigt ist, zu lösen. Dadurch löst sich das Ventilelement früher als bisher von der Dichtfläche und erleichtert somit den Ausatemvorgang für den Benutzer weiter, sodass noch längere Tragezeiten der Ventileinrichtung beziehungsweise einer Atemmaske mit der Ventileinrichtung ohne Komforteinbußen erzielt werden können. Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, dass der Ventilsitz in einer Seitenansicht in Richtung der Längserstreckung insgesamt eine konkave Krümmung aufweist, entlang welcher sich die Dichtfläche erstreckt. Der Ventilsitz ist somit in Gänze konkav gekrümmt, sodass sich die konkave Krümmung in einer Seitenansicht über den gesamten Ventilsitz erstreckt. Eine derartige Form der Dichtfläche ergibt sich exemplarisch dadurch, dass der insbesondere rohrförmige Ventilsitz von einem gedachten Zylinder geschnitten wird, der sich senkrecht zu der Längserstreckung des rohrförmigen Ventilsitzes, also senkrecht zur Axialerstreckung des Ventilsitzes und der Ventilöffnung, erstreckt, sodass die Dichtfläche letztendlich entlang der Mantelaußenfläche des gedachten Zylinders verläuft. Das Ventilelement ist somit im Rahmenzustand in nur eine Richtung gekrümmt. Durch die vorteilhafte Formgebung der Dichtfläche beziehungsweise des Ventilsitzes wird erreicht, dass das Ventilelement dadurch, dass es in dem Ruhezustand flächig beziehungsweise randseitig dichtend auf der Dichtfläche aufliegt, und sich somit ebenfalls in der Seitenansicht zylinder-konkavförmig erstreckt und damit an zwei diametral gegenüberliegend Seiten beabstandet zu der Befestigungsstelle in Betätigungsrichtung bereits weiter vorgebogen ist als in einem Abschnitt zwischen den beiden Endbereichen. Im Betrieb löst sich somit das Ventilelement schnell und mit wenig Kraftaufwand an den außenliegenden Endbereichen, und somit an zwei Stellen von dem Ventilsitz, wodurch der dem Benutzer entgegenwirkende Gegendruck minimiert wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung erstreckt sich die Dichtfläche nur parallel zu der Quererstreckung des Ventilsitzes konkav. In Längserstreckung oder einer anderen von der Quererstreckung oder der parallelen zu der Quererstreckung abweichenden Erstreckung ergibt sich der Verlauf der Dichtfläche zur konkaven Krümmung des Ventilsitzes. Dadurch ist gewährleistet, dass das Ventilelement in dem Ruhezustand randseitig sicher auf der Dichtfläche aufliegt und die Dichtung über den gesamten Umfang des Ventilelements dauerhaft gewährleistet ist. Dadurch wird gewährleistet, dass bei einem Einatemvorgang das Ventilelement sicher schließt und auch bei dem Fehlen eines Luftstroms, beispielsweise wenn die Ventileinrichtung derart vom Benutzer gehalten ist, dass das Ventilelement unterhalb des Ventilsitzes liegt, sich das Ventilelement nicht durch sein Eigengewicht von dem Ventilsitz lösen kann. Hierzu ist die Befestigungsstelle relativ zu der Dichtfläche derart angeordnet, dass stets eine Vorspannung des Ventilelements auf die Dichtfläche wirkt. Dazu liegt die Befestigungsstelle in der Ventilöffnung in Durchströmungsrichtung gesehen vor der Dichtfläche. Dadurch ist das Ventilelement stets zwischen Befestigungsstelle und Dichtfläche vorgespannt gehalten.
  • Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass sich ein axialer Abstand der Dichtfläche zu der Befestigungsstelle im Verlauf der Dichtfläche um die Ventilöffnung herum stetig verändert. Dadurch werden Stufen oder stufenförmige Übergänge im Verlauf der Dichtfläche vermieden und eine sichere Anlage des scheibenförmigen Ventilelements auf der Dichtfläche gewährleistet. Dies wird insbesondere durch einen ausreichend großen Radius der konkaven Krümmung erreicht.
  • Bevorzugt weist die Krümmung zumindest abschnittsweise einen Radius auf, der größer ist als ein Radius einer Innenseite oder einer Außenseite des Ventilsitzes. Dadurch ist gewährleistet, dass die Dichtfläche einen stetigen Verlauf aufweist, insbesondere in den Bereichen, die den größten axialen Abstand zu der Befestigungsstelle aufweisen. Je größer der Radius der Krümmung gewählt ist, desto flacher ist die Konusform des Ventilsitzes ausgebildet, wodurch ein stetiger Verlauf der Ventilfläche auf einfache Art und Weise gewährleistet ist. Mit anderen Worten ist dabei der Durchmesser oder der Radius des den Ventilsitz schneidenden Zylinders größer, insbesondere deutlich größer, als der Durchmesser oder Radius des Ventilsitzes.
  • Vorzugsweise weist der Trägerkörper wenigstens einen, vorzugsweise mehrere radial in der Ventilöffnung vorstehende Stege auf, und der jeweilige Steg bildet an seinem in der Ventilöffnung liegenden Ende die Befestigungsstelle aus. Durch den oder die Stege wird somit die Befestigungsstelle in der Ventilöffnung positioniert und die mittige Lagerung oder Befestigung des Ventilelements an dem Trägerkörper auf einfache Art und Weise ermöglicht.
  • Besonders bevorzugt sind die mehreren Stege an ihren Enden einstückig miteinander verbunden und bilden in dem Verbindungsbereich die Befestigungsstelle aus, die insbesondere eine Auflage für das Ventilelement aufweist. Bei der Montage kann das Ventilelement somit auf den Ventilsitz und die Befestigungsstelle aufgelegt werden. Durch den zuvor erwähnten vorteilhaften axialen Abstand der Befestigungsstelle zu der Dichtfläche liegt das Ventilelement aufgrund seiner Eigenspannung im vormontierten Zustand nicht auf der Befestigungsstelle auf, es sei denn, es wird in Richtung der Befestigungsstelle durch Überwindung der Eigenspannung in die Ventilöffnung hineingedrückt.
  • Besonders bevorzugt weist die Ventileinrichtung außerdem eine auf dem Trägerkörper befestigte und das Ventilelement mit Abstand überdeckende Abdeckung auf, die einen in Richtung der Ventilscheibe vorstehenden Haltevorsprung aufweist, der die Ventilscheibe gegen die Auflage der Befestigungsstelle drückt. Die Abdeckung überdeckt somit das Ventilelement, sodass dieses vor äußeren Einflüssen geschützt ist. Dabei ist der Abstand der Abdeckung zu dem Ventilelement derart gewählt, dass das Ventilelement bei seiner Betätigung, also bei Auftreten eines Ausatemluftstroms, der ein ausreichend hohen Druck auf das Ventilelement in der Ventilöffnung ausübt, von der Dichtfläche angehoben wird, ohne durch die Abdeckung daran gehindert zu werden. Durch den Haltevorsprung wird gewährleistet, dass die Ventilscheibe bei montierter Abdeckung gegen die Auflage gedrückt ist und dadurch die Vorspannung auf das Ventilelement zum dichten Anliegen auf dem Ventilsitz beziehungsweise der Dichtfläche sicher erreicht ist. Durch die mittige Anordnung der Befestigungsstelle wird eine gleichmäßige Kraftbeaufschlagung des Ventilelements gewährleistet, wodurch unter anderem auch eine große Haltbarkeitsdauer gewährleistet wird.
  • Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der Haltevorsprung an seinem der Auflage zugewandten Ende einen Zentrierpin beziehungsweise Montagepin aufweist, der eine mittige Halteöffnung der Ventilscheibe durchgreift und in eine Zentrierpinaufnahme beziehungsweise Montagepinaufnahme in der Auflage der Befestigungsstelle eingesteckt ist. Durch den Zentrierpin und die Zentrieraufnahme wird gewährleistet, dass der Haltevorsprung optimal bezüglich der Befestigungsstelle ausgerichtet ist, um die gewünschte Anpresskraft zu realisieren. Darüber hinaus wird dadurch, dass der Haltevorsprung mit dem Zentrierpin die Ventilscheibe durchgreift, dauerhaft eine optimale Anordnung der Ventilscheibe an dem Ventilsitz beziehungsweise dem Trägerkörper gewährleistet. Weiterhin ist dadurch eine einfache Montage gewährleistet, die insbesondere ein fehlerfreies Fügen der Einzelteile der Ventileinrichtung gewährleistet. Vorzugsweise weisen der Haltevorsprung und/oder der Zentrierpin einen kreisförmigen Querschnitt auf. Durch den optional kreisförmigen Querschnitt des Zentrierpins wird ein einfaches Zusammenführen von Zentrierpin und Zentrierpinaufnahme gewährleistet. Durch den kreisförmigen Querschnitt des Haltevorsprungs und insbesondere auch der Befestigungsstelle beziehungsweise deren Auflage für die Ventilscheibe wird gewährleistet, dass eine gleichmäßige Kraftbeaufschlagung der Ventilscheibe beziehungsweise des kreisscheibenförmigen Ventilelements erfolgt. Durch den kreisförmigen Querschnitt wird außerdem erreicht, dass die Ventilscheibe in jeglicher Ausrichtung an der Befestigungsstelle angeordnet werden kann, eine vorbestimmte Ausrichtung der Ventilscheibe in Bezug auf die Befestigungsstelle entfällt, wodurch die Montage erheblich vereinfacht und beispielsweise auch automatisiert werden kann.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Zentrierpin in die Zentrierpinaufnahme mit radialem Spiel eingesteckt und liegt an einem Axialanschlag der Zentrierpinaufnahme axial an. Die Einstecktiefe des Zentrierpins in die Zentrierpinaufnahme ist somit durch den Axialanschlag begrenzt. Weil außerdem der Zentrierpin radial mit Spiel eingesteckt ist, ist gewährleistet, dass bei der Montage der Ventileinrichtung der Zentrierpin die gewünschte axiale Anlage an dem Axialanschlag der Zentrierpinaufnahme erreicht, ohne beispielsweise vorher in der Zentrierpinaufnahme zu verklemmen oder zu verkanten. Durch die so definierte Eindringtiefe des Zentrierpins ist auch die Verformung des Ventilelements beziehungsweise der Ventilscheibe durch die Montage der Ventileinrichtung einfach auf einen vorbestimmten Wert begrenzbar oder einstellbar. Insbesondere ist die Ventilscheibe zwischen dem Haltevorsprung und der Auflage gehalten, wobei der Abstand zwischen dem Haltevorsprung und der Auflage durch die Einstecktiefe des Zentrierpins definiert ist. Somit ist auch die Position der Ventilscheibe zwischen Auflage und Haltevorsprung definiert und dadurch die relative Position der Ventilscheibe im Bereich der Auflage zu der Dichtfläche (also in axialer Richtung gesehen) beziehungsweise die Vorspannung der Ventilscheibe in der Ventileinrichtung. Insbesondere ist die Einstecktiefe des Zentrierpins derart gewählt, dass die Ventilscheibe im Bereich der Auflage axial beabstandet zu der Dichtfläche, insbesondere axial beabstandet auch zu dem niedrigsten Punkt des Ventilsitzes, in Axialerstreckung gesehen, angeordnet ist, um die Vorspannung und Verformung des Ventilelements gemäß der konkaven Ausbildung des Ventilsitzes zu erreichen.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bilden der Trägerkörper und die Abdeckung zumindest eine radial außerhalb des Ventilsitzes angeordnete Steckverbindung aus. Der Trägerkörper und die Abdeckung sind somit vorzugsweise zusätzlich zu der Verbindung des Haltevorsprungs mit der Befestigungsstelle auch außerhalb des Ventilsitzes beziehungsweise des Ventilelements formschlüssig durch die Steckverbindung, bevorzugt kraftschlüssig, verbunden, um die Abdeckung sicher an dem Trägerkörper zu halten und insbesondere die auf das Ventilelement wirkende Anpresskraft vorteilhaft in den Trägerkörper einzuleiten. Besonders bevorzugt sind zwischen dem Trägerkörper und der Abdeckung drei Steckverbindungen ausgebildet, die über den Umfang des Ventilelements beziehungsweise des Ventilsitzes herum verteilt angeordnet sind.
  • Vorzugsweise weist die jeweilige Steckverbindung einen axial von dem Trägerkörper oder der Abdeckung vorstehenden Haltepin und eine in der Abdeckung oder dem Tragekörper ausgebildete Halteöffnung auf, wobei der Haltepin in die Halteöffnung eingesteckt, insbesondere eingepresst ist. Hierdurch ist eine einfache Steckverbindung gewährleistet, die insbesondere beim Fügen des Zentrierpins mit der Zentrieraufnahme gleichzeitig herstellbar ist und dadurch keinen separaten Montagevorgang benötigt. Durch das Einpressen des Haltepins in die Halteöffnung wird darüber hinaus die Haltekraft der Abdeckung an dem Trägerkörper erhöht, sodass beispielsweise die Anpresskraft, die durch den Haltevorsprung auf das Ventilelement ausgeübt wird, erhöht werden kann.
  • Besonders bevorzugt sind mehrere Steckverbindungen zwischen Trägerkörper und Abdeckung ausgebildet und um die Ventilöffnung herum verteilt angeordnet. Besonders bevorzugt sind die Steckverbindungen ungleichmäßig um die Ventilöffnung herum verteilt angeordnet, sodass eine Asymmetrie entsteht. Die Asymmetrie gewährleistet, dass eine Fehlmontage der Abdeckung auf den Trägerkörper sicher verhindert wird. Insbesondere erlaubt darüber hinaus die asymmetrische Anordnung, dass eine Automatisierung der Montage, da die Anordnung der Steckverbindungen, insbesondere der Haltepins und/oder der Halteöffnung, an dem jeweiligen Einzelteil auch maschinell erkannt und dadurch eine korrekte Ausrichtung der Einzelteile zueinander gewährleistet wird.
  • Besonders bevorzugt ist der Ventilsitz als axial von dem Trägerkörper vorstehender Dichtsteg ausgebildet. Der Ventilsitz steht somit insbesondere von dem Trägerkörper axial vor, wodurch das Ausbilden der Dichtfläche kostengünstig realisierbar ist.
  • Besonders bevorzugt ist radial beabstandet zu dem Ventilsitz wenigstens ein sich insbesondere parallel zu dem Dichtsteg erstreckender Schutzsteg ausgebildet, der weiter von dem Träger vorsteht als der Dichtsteg, um die Ventilscheibe im unbetätigten Zustand randseitig zu überragen. Durch den Schutzsteg, der in keiner direkten Wirkverbindung mit der Ventilscheibe steht, der also radial beabstandet auch zu der Ventilscheibe liegt, wird die Ventilscheibe weiter vor äußeren Einflüssen geschützt. Erst bei der Betätigung der Ventilscheibe hebt sich diese bereichsweise über den Schutzsteg hinaus, um den Ausatemvorgang zu erleichtern. Im unbetätigten Zustand liegt sie unterhalb des Schutzstegs und ist damit beispielsweise in einer Seitenansicht nicht erkennbar.
  • Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der Trägerkörper einen Einsteckabschnitt aufweist, der insbesondere auf der von dem Dichtsitz abgewandten Seite des Trägerkörpers ausgebildet ist, und der zur Ausrichtung und/oder Befestigung der Ventileinrichtung an dem Maskenkörper in eine Öffnung des Maskenkörpers einsetzbar oder einsteckbar ist. Der Einsteckabschnitt stellt somit ein Befestigungsmittel für den Trägerkörper dar, mittels dessen der Trägerkörper an dem Maskenkörper der Atemmaske anordenbar und insbesondere ausrichtbar ist. Insbesondere ist dabei der Einsteckabschnitt mit einer Außenkontur gefertigt, die der Innenkontur der Öffnung des Maskenkörpers entspricht, sodass eine formschlüssige Verbindung zwischen Maskenkörper und Trägerkörper realisierbar ist. Besonders bevorzugt weist der Einsteckabschnitt einen Verbindungsring auf, der in die Öffnung einsteckbar ist, oder mehrere über den Umfang verteilt angeordnete Rastelemente, die durch Längsschlitze in Umfangsrichtung gesehen voneinander getrennt sind. Optional kann auf den Einsteckabschnitt oder Einsteckring ein Spannring aufgeschoben und beispielsweise durch Rastnasen des Verbindungsrings oder der Rastelemente formschlüssig an dem Einsteckabschnitt derart gehalten sein, dass zwischen dem Spannring und dem Trägerkörper Material des Maskenkörpers eingeklemmt und dadurch der Trägerkörper beziehungsweise die Ventileinrichtung an dem Maskenkörper befestigt ist.
  • Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Abdeckung zumindest einen Umfangswandabschnitt einer Umfangswand aufweist, der dazu ausgebildet ist, an seinem freien Ende auf dem Maskenkörper aufzuliegen. Durch den Umfangswandabschnitt wird somit die Abdeckung auf dem Maskenkörper in der montierten Stellung abgestützt. Dadurch ist zum einen eine robuste Ausführung der Atemmaske geboten, und zum anderen bietet die Abstützung der Abdeckung auf dem Maskenkörper der Vorteil, dass gegebenenfalls an der Abdeckung kondensierende Feuchtigkeit in vorteilhafter Weise in den Maskenkörper abgeleitet wird und insbesondere nicht von der Maske heruntertropft. Insbesondere ist die Ventileinrichtung derart an der Atemmaske montierbar oder montiert, dass der Umfangswandabschnitt mit seinem freien Ende auf dem Maskenkörper derart aufgedrückt ist, dass er den Maskenkörper bereichsweise verformt und eine Vertiefung an dessen Außenseite bildet, die vorteilhaft bei der Einleitung von Feuchtigkeit in den Maskenkörper wirkt.
  • Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Abdeckung zumindest zwei Durchströmungsöffnungen ausbildet, die in Quererstreckung des Ventilsitzes einander diametral gegenüberliegen. Damit sind die Durchströmungsöffnungen jeweils dem Bereich des Ventilelements beziehungsweise des Scheibenventils zugeordnet, der bei einem Ausatemvorgang als erstes sich von der Dichtfläche löst. Dadurch wird Luft bei einem Ausatemvorgang durch den jeweils angehobenen Ventilabschnitt direkt durch die diesem zugeordnete Durchströmungsöffnung der Abdeckung in die Umgebung der Atemmaske ausgeblasen. Dadurch wird ein besonders geringer Gegendruck für den Benutzer gewährleistet. Besonders bevorzugt bildet die Abdeckung die jeweilige Durchströmungsöffnung zwischen sich und dem Maskenkörper aus. Alternativ weist die Abdeckung in ihrer Mantelwand oder Umfangswand für jede der Durchströmungsöffnungen eine Öffnung beziehungsweise einen Durchbruch auf.
  • Die erfindungsgemäße Atemmaske mit den Merkmalen des Anspruchs 18 zeichnet sich durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Ventileinrichtung aus. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile. Vorzugsweise ist die Ventileinrichtung dabei derart an dem Maskenkörper angeordnet, dass die Längserstreckung der Ventileinrichtung, insbesondere des Trägerkörpers, in Längserstreckung des Maskenkörpers, also insbesondere parallel zu einer Symmetrie-Mittellinie des Maskenkörpers, die sich durch einen Nasen- und Mundbereich des Maskenkörpers erstreckt, erstreckt, sodass sie das Ventilelement bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Atemmaske links und rechts von einer Nase und Mund verbindenden, gedachten Linie von der Dichtfläche löst. Hierdurch wird sowohl ein geringer Luftwiderstand erreicht als auch eine Tröpfchenbildung an der Innenseite der Atemmaske vermieden.
  • Insbesondere weist der Trägerkörper einen Einsteckabschnitt auf, wie obenstehend bereits beschrieben, der zur Ausrichtung und/oder Befestigung der Ventileinrichtung in die Öffnung des Maskenkörpers eingesteckt ist. Dadurch wird das Ventil der Öffnung des Maskenkörpers vorteilhaft zugeordnet und die Ausrichtung und Anordnung der Ventileinrichtung an dem Maskenkörper sichergestellt. Insbesondere ist dabei die Abdeckung auf zumindest einen Umfangswandabschnitt auf die Außenseite des Maskenkörpers aufgedrückt, insbesondere derart, dass sich entlang des freien Endes des Umfangswandabschnitts eine Vertiefung an dem Maskenkörper ergibt. Hierdurch wird Feuchtigkeit, die beispielsweise an der dem Ventilelement zugewandten Innenseite der Abdeckung kondensiert, in die Maske eingeleitet wird. Dabei ist der Umfangswandabschnitt bei bestimmungsgemäßem Gebrauch insbesondere an einer Unterseite der Ventileinrichtung angeordnet, sodass Kondensat, das an der Abdeckung entsteht, am unteren Ende in die Maske eingeleitet wird, ohne die Maske zu durchdringen. Vorzugsweise weist die Abdeckung, wie obenstehend bereits beschrieben, Durchströmungsöffnungen auf, die in Quererstreckung des Ventilsitzes einander diametral gegenüberliegen, sodass die jeweilige Durchströmungsöffnung dem Bereich des Scheibenventils zugeordnet ist, der axial den größten Abstand zu der Auflage aufweist und somit als erster öffnet, wenn der Benutzer ausatmet. Hierdurch ist ein besonders geringer Gegendruck durch die Atemmaske insgesamt gewährleistet. Insbesondere liegen die Durchströmungsöffnungen links und rechts von einer Mund und Nase verbindenden, gedachten Linie bei bestimmungsgemäßem Gebrauch. Besonders bevorzugt sind die Durchströmungsöffnungen zwischen der Abdeckung und dem Maskenkörper ausgebildet, sodass eine randseitige Begrenzung der jeweiligen Durchströmungsöffnung durch die Abdeckung einerseits und den Maskenkörper andererseits begrenzt ist. Alternativ ist die jeweilige Durchströmungsöffnung vollständig in einem Umfangswandabschnitt der Abdeckung ausgebildet.
  • Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich insbesondere aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen. Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Dazu zeigen
    • Figur 1
    eine Atemmaske mit einer vorteilhaften Ventileinrichtung in einer perspektivischen Darstellung,
    Figur 2
    die Atemmaske in einer vereinfachten Schnittdarstellung,
    Figuren 3A bis 3F
    einen Trägerkörper der Ventileinrichtung in unterschiedlichen Ansichten,
    Figur 4
    eine Abdeckung der Ventileinrichtung in einer perspektivischen Darstellung und
    Figur 5
    die Atemmaske mit der Ventileinrichtung in einer vergrößerten Seitenansicht.
  • Figur 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine vorteilhafte Atemmaske 1 für einen menschlichen Benutzer. Die Atemmaske 1 weist einen Maskenkörper 2 auf, der dazu ausgebildet ist, Mund und Nase des Benutzers zu überdecken und mit einem umlaufenden Dichtrand 3 dichtend auf dem Gesicht des Benutzers aufzuliegen. Der Maskenkörper 2 ist ein- oder mehrlagig ausgebildet, insbesondere um eine formstabile Ausbildung des Maskenkörpers 2 zu gewährleisten, sowie um eine Filterfunktion des Maskenkörpers 2 zu bieten. Liegt der Maskenkörper 2 dichtend am Gesicht des Benutzers an, sodass er Mund und Nase des Benutzers überdeckt, so dient der Maskenkörper zur Filtrierung der vom Benutzer eingeatmeten Umgebungsluft. Um einen Ausatemvorgang zu erleichtern, bei welchem die ausgeatmete Luft nicht durch das luftdurchlässige Material des Maskenkörpers 2 hindurchgeführt werden soll, weist der Maskenkörper 2 eine Ventileinrichtung 4 auf, die eine in dem Maskenkörper 2 ausgebildete Öffnung 5 (in Figur 2 gezeigt) ausfüllt.
  • Die Ventileinrichtung 4 ist als Ausatemventil ausgebildet, sodass sie öffnet beziehungsweise einen Durchströmungsvorgang freigibt, wenn ein Benutzer ausatmet, und schließt, wenn der Benutzer einatmet. Dadurch ist gewährleistet, dass beim Einatmen die Außenluft nur durch den Maskenkörper 2 beziehungsweise durch das filtrierende und luftdurchlässige Material des Maskenkörpers 2 zu dem Benutzer gelangen kann, und dass beim Ausatmen die Luft durch das Öffnen des Ventils mit einem reduzierten Widerstand aus der Atemmaske 2 austreten kann. Dadurch wird dem Benutzer ein hoher Tragekomfort gewährleistet, der das Tragen der Atemmaske 1 auch über einen längeren Zeitraum hinweg beschwerdefrei ermöglicht.
  • Die Ventileinrichtung 1, die im Folgenden näher erläutert wird, hat den Vorteil, dass sie einen besonders geringen Widerstand bei einem Ausatemvorgang bietet und außerdem wirksam eine Tröpfchenbildung an der Innenseite der Atemmaske 1 verhindert.
  • Figur 2 zeigt die Ventileinrichtung 4 in einer vereinfachten Längsschnittdarstellung gemäß Linie A-A aus Figur 1, also in einer Längsschnittdarstellung. Die Ventileinrichtung 4 weist einen Trägerkörper 6, eine Abdeckung 7 sowie ein Ventilelement 8 auf. Die Ventileinrichtung 4 ist insbesondere vormontierbar und im Anschluss an dem Maskenkörper 2 befestigbar. Dabei sind die Einzelteile der Ventileinrichtung 4, also der Trägerkörper 6, die Abdeckung 7 und das Ventilelement 8 vorzugsweise jeweils aus einem Kunststoffmaterial gefertigt, wobei sich die Materialien der Einzelteil auch voneinander unterscheiden können.
  • Figur 3 zeigt in unterschiedlichen Ansichten den Trägerkörper 6 der Ventileinrichtung 4. Der Trägerkörper 6 ist insbesondere ein aus Kunststoff gefertigtes Einzelteil, das eine im Wesentlichen kreisförmige Außenkontur aufweist und mittig eine Ventilöffnung 9, die gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ebenfalls kreisförmig ausgebildet ist.
  • Figur 3A zeigt den Trägerkörper 6 dazu in einer perspektivischen Darstellung. Der Trägerkörper 6 weist einen tellerförmigen Basisabschnitt 10 auf, durch welchen sich die Ventilöffnung 9 axial hindurch erstreckt, sodass die Ventilöffnung 9 auch axial durchströmbar ist.
  • Figur 3B zeigt den Trägerkörper 6 in einer Seitenansicht gemäß Pfeil 11 in Figur 3A. Von einer Unterseite 12 des Basisabschnitts 10 ragen mehrere, die Ventilöffnung 9 umfangsseitig umgebende Rastelemente 13 axial vor, die elastisch verformbar ausgebildet sind und an ihrer Außenseite jeweils eine radial vorstehende Rastnase 14 aufweisen. Die Rastelemente 13 sind somit in der Art von Biegeelementen ausgebildet, wobei die Rastelemente 13 auf Höhe der Rastnasen 14 optional einen Außendurchmesser aufweisen, der größer ist als der Innendurchmesser der Öffnung 5, in welcher die Ventileinrichtung 4 befestigt ist. Bei der Montage wird der Trägerkörper 6 mit den Rastelementen 13 derart eingeschoben, dass die Rastelemente 13 elastisch radial nach innen verformt werden, um die Öffnung 5 des Maskenkörpers 2 zu durchdringen, und aufgrund ihrer Eigenelastizität anschließend radial nach außen drängen, um den Maskenkörper 2 axial zu hintergreifen.
  • Alternativ, gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, ist der Außendurchmesser der Rastelemente 13 im Bereich der Rastnasen 14 derart gewählt, dass er kleiner ist als der Innendurchmesser der Öffnung 5, sodass der Trägerkörper 6 widerstandsfrei mit den Rastelementen 13 in die Öffnung 5 einsetzbar ist, wie in Figur 2 gezeigt. Anschließend wird ein insbesondere elastisch verformbarer Spannring 15 über die Rastelemente 13 außenseitig aufgeschoben, um die Rastnasen 14 zu hintergreifen. Auch hierdurch ist eine sichere Arretierung des Trägerkörpers 6 an dem Maskenkörper 2 gewährleistet. Optional sind die Rastelemente 13 nicht, wie in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch Schlitze 16, die sich axial erstrecken, voneinander getrennt, sondern einstückig als geschlossener Verbindungsring ausgebildet. Die Rastelemente 13 oder der Verbindungsring bilden einen ringförmigen Einsteckabschnitt 13' aus, der in die Öffnung 5 des Maskenkörpers zur Ausrichtung und/oder Befestigung der Ventileinrichtung 4 an dem Maskenkörper eingesteckt ist.
  • Figur 3C zeigt den Trägerkörper in einer Draufsicht. Der Trägerkörper 6 weist eine Längserstreckung L und eine Quererstreckung Q auf, wobei im montierten Zustand die Längserstreckung der Schnittlinie A-A entspricht und die Quererstreckung senkrecht dazu liegt, wobei Längserstreckung und Quererstreckung jeweils durch den Mittelpunkt des Trägerkörpers 6 beziehungsweise der Ventilöffnung 9 führen, wie in Figuren 3A und 3C gezeigt. Die Seitenansicht gemäß Pfeil 11, wie sie in Figur 3B gezeigt ist, ist somit eine Ansicht in Längserstreckung L beziehungsweise senkrecht zur oder auf die Quererstreckung Q.
  • Auf einer von der Unterseite 12 abgewandten Oberseite 16 weist der Trägerkörper 6 auf dem Basisabschnitt 10 einen sich kreisringförmig erstreckenden Dichtsteg 17 auf, der die Ventilöffnung 9 umgibt und insbesondere koaxial zu dieser angeordnet ist. Der Dichtsteg 17 steht von dem Basiskörper 10 axial vor und bildet einen Ventilsitz 18 für das bereits genannte Ventilelement 8.
  • In der Seitenansicht gemäß Pfeil 11, also in der Ansicht in Längserstreckung, ist der Ventilsitz 8 insgesamt konkav ausgebildet, sodass er eine Krümmung mit dem Radius R1 aufweist. An seiner freien Stirnseite weist der Dichtsteg 17 eine Dichtfläche 19 auf, die der Schnittfläche des Dichtstegs 17 mit einem gedachten Zylinder mit dem Radius R1 entspricht, dessen Mittelachse oder Rotationsachse in Längsrichtung gemäß Pfeil 11 ausgerichtet ist. Damit erstreckt sich die Dichtfläche 19 nur parallel zu der Quererstreckung Q des Ventilsitzes 18 konkav, wobei die Dichtfläche aufgrund des Radius R1, der deutlich größer ist als der Radius R2 der Ringform des Dichtstegs 17, einen Verlauf in Umfangsrichtung aufweist, bei welchem sich der Abstand der Dichtfläche 19 entlang des Verlaufs der Dichtfläche 19 zu einer mittig in der Ventilöffnung 9 liegenden Befestigungsstelle 20 stetig verändert.
  • Der Basiskörper 10 weist mehrere, vorliegend drei, radial nach innen in die Ventilöffnung 9 vorstehende Stege 21 auf, die von der Innenseite der Ventilöffnung 9 zu der mittig liegenden Befestigungsstelle 20 führen. Insbesondere sind die Stege 21 jeweils einstückig mit dem Basiskörper 10 sowie mit der Befestigungsstelle 20 ausgebildet. Die Befestigungsstelle 20 ist becherförmig ausgebildet, mit einer freien Stirnfläche, die eine Auflage 22 ausbildet und mit einer in der Auflage 22 angeordneten Vertiefung, die eine Zentrierpinaufnahme 23 ausbildet. Die Stege 21 sind dabei insbesondere gleichmäßig über den Umfang der Ventilöffnung 9 verteilt angeordnet.
  • Figur 3D zeigt dazu eine Schnittdarstellung des Trägerkörpers 6 in Quererstreckung Q, wie in Figur 3C gezeigt. Dabei ist zu erkennen, dass die becherförmige Befestigungsstelle 22 mittig in der Ventilöffnung 9 liegt und axial beabstandet zu der Dichtfläche 19 des Ventilsitzes 18 endet. Auch in der Schnittdarstellung von Figur 3D ist die konkave Ausbildung des Ventilsitzes 18 erkennbar. Der kleinste axiale Abstand x zwischen der Auflage 22 der Befestigungsstelle 20 und der Dichtfläche 19 entspricht dem Wert x1. Der größte axiale Abstand x2 liegt zwischen der Auflage 22 der Befestigungsstelle 20 und der Dichtfläche 19 im - im Längsschnitt von Figur 3D gesehen - ganz außen liegenden Bereich des Dichtstegs 17.
  • Vorzugsweise wird der Wert x1 derart gewählt, dass er zwischen 0,8 und 1,3 mm liegt. Besonders bevorzugt ist x1 = 1,1 mm. Der maximale axiale Abstand x2 liegt vorzugsweise zwischen 1,9 mm und 2,8 mm. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel liegt der axiale Abstand bei x2 = 2,3 mm. Die Abstände x1 und x2 werden insbesondere in Abhängigkeit von der Ausführungsform des Ventilelements 8, insbesondere in Abhängigkeit von dessen Elastizität, die sich aus dem gewählten Werkstoff und der Form des Ventilelements 8 ergeben, gewählt, um ein dichtes Anliegen des Ventilelements 8 auf der Dichtfläche 19 dauerhaft zu gewährleisten. Dabei wird auch berücksichtigt, mit welcher Kraft das Ventilelement 8 durch die Abdeckung 7 vorgespannt wird.
  • Figur 3E zeigt eine vergrößerte Detailschnittdarstellung des Trägerkörpers im Bereich des Dichtsitzes 18.
  • Figur 3F zeigt eine Schnittdarstellung des Trägerkörpers 6 gemäß dem Längsschnitt beziehungsweise der Längserstreckung L. In dieser Ansicht, also in einer Seitenansicht in Quererstreckung, ist die konkave Ausbildung des Ventilsitzes 17 nicht zu erkennen. Gezeigt ist jedoch auch in Figur 3F der Abstand x1 zu der Auflage 22.
  • Figur 4 zeigt in einer perspektivischen Darstellung die Abdeckung 7 mit Blick auf die dem Trägerkörper 6 zugewandten Unterseite. Die Abdeckung 7 weist einen vorliegend kreisförmigen Basisabschnitt 24 auf, von dessen Außenrand eine insbesondere umlaufende Mantelwand 25 in Richtung des Trägerkörpers 6 vorsteht, wobei die Höhe der Mantelwand 25 über den Umfang gesehen unterschiedlich groß ausgebildet ist. Dabei ist die Höhe der Mantelwand 25 insbesondere in Abhängigkeit von dem Maskenkörper 2 gewählt, auf welchem die Ventileinrichtung 4 befestigt wird, sodass die Mantelwand 25 insbesondere an zwei einander diametral gegenüberliegenden Wandabschnitte 25' mit größerer Höhe auf dem Maskenkörper 2 mit einem freien Ende des jeweiligen Mantelwandabschnitts 25' aufliegt, und an zwei einander diametral gegenüberliegenden Wandabschnitte 25" mit geringerer Höhe, die zwischen den erstgenannten Wandabschnitten liegen, beabstandet zu dem Maskenkörper 2 endet, um jeweils eine Durchströmungsöffnung 26 zwischen dem Maskenkörper 2 und der Abdeckung 7 auszubilden, wie beispielsweise in der Seitenansicht der Atemmaske 1 in Figur 5 gezeigt. Vorzugsweise liegen die Durchströmungsöffnungen 26 in Quererstreckung des Trägerkörpers 6 einander diametral gegenüber, sodass die Durchströmungsöffnungen 26 dem Bereich des Ventilsitzes 17 zugeordnet sind, der axial den größten Abstand zu der Auflage 22 aufweist. Dadurch ist gewährleistet, dass bei einer Betätigung des Ventils durch einen Ausatemvorgang, die ausgeatmete Luft durch das angehobene Ventilelement 8 direkt die Durchströmungsöffnung 26 jeweils erreicht und dadurch mit geringem Gegendruck aus der Ventileinrichtung 4 ausgeblasen werden kann. Optional weist die Abdeckung 7 nur die Wandabschnitte 25' auf. Vorzugsweise, wie in Figur 2 gezeigt, ist das freie Ende des jeweiligen Wandabschnitts 25' in den Maskenkörper 2 derart enigedrückt, dass in der Außenseite des Maskenkörpers 2 eine Vertiefung gebildet ist.
  • Mittig in dem Basisabschnitt 24 weist die Abdeckung 7 einen axial vorstehenden Haltevorsprung 27 auf. An seinem freien Ende weist der Haltevorsprung 27 einen im Durchmesser verjüngten Zentrierpin 28 auf. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der Haltevorsprung 7 und der Zentrierpin 28 jeweils mit sich axial erstreckenden und radial vorstehenden Versteifungsrippen 29,30 versehen. Der Außendurchmesser des Haltevorsprungs 27 beziehungsweise der Versteifungsrippen 28 ist dabei derart größer gewählt, dass der Haltevorsprung 27 mit seinem Stirnrand der Auflage 22 der Befestigungsstelle 29 gegenüberliegt. Der Zentrierpin 28 ist insbesondere mit radialem Spiel in die Zentrierpinaufnahme 23 eingesteckt, sodass das freie Ende des Zentrierpins 28 sicher auf dem Boden der insbesondere becherförmigen Zentrierpinaufnahme aufliegt. Der Boden der Zentrierpinaufnahme bildet insoweit einen Axialanschlag 23' für den Zentrierpin 28 aus, der die Eindringtiefe des Zentrierpins 28 in der Zentrierpinaufnahme 23 begrenzt. Dadurch ist gewährleistet, dass die Ventilscheibe beziehungsweise das Ventilelement 8 durch die Stirnwand des Haltevorsprungs 27 nur derart weit in Richtung der Auflage 22 verformt wird, bis der Zentrierpin 28 den Axialanschlag 23' erreicht. Damit ist eine begrenzte Vorverformung der Ventilscheibe beziehungsweise des Ventilelements 8 und damit eine definierte Anpresskraft des Ventilelements 8 auf die Dichtfläche 19 bei der Montage auf einfache Art und Weise gewährleistet.
  • Das scheibenförmige Ventilelement 8 weist mittig eine Öffnung 31 auf, die insbesondere ebenfalls kreisförmig ausgebildet ist, wie in Figur 2 gezeigt. Der Innendurchmesser der Öffnung 31 ist dabei größer als der Außendurchmesser des Zentrierpins 28, sodass der Haltevorsprung 27 mit dem Zentrierpin 28 die Ventilscheibe beziehungsweise das Ventilelement 8 mit radialem Abstand beziehungsweise mit radialem Spiel durchdringt, sodass das Ventilelement 8 im montierten Zustand, wie in Figur 2 gezeigt, zwischen dem Haltevorsprung 28 und der Auflage 22 axial gehalten, insbesondere verspannt oder verklemmt ist. Der Innendurchmesser der Öffnung 31 ist dazu kleiner ausgebildet als der Außendurchmesser des Haltevorsprungs 27 beziehungsweise der Versteifungsrippen 29. Durch das Aufstecken der Abdeckung 7 auf den Trägerkörper 6 ist somit das Ventilelement 8 axial derart vorgespannt, dass es randseitig, also mit seinem Außenrand, flächig auf der Dichtfläche 19 des Ventilsitzes 18 aufliegt, wie beispielhaft in Figur 2 gezeigt.
  • Vorzugsweise und wie in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gezeigt, sind zwischen der Abdeckung 7 und dem Trägerkörper 6 weitere Steckverbindungen 32 ausgebildet. Jede der Steckverbindungen 32 weist dabei einen Haltepin 33 auf, der vorliegend axial von dem Basisabschnitt 10 des Trägerkörpers 6 an der Oberseite 16 vorsteht, sowie eine Halteöffnung 34, in welche der Haltepin 33 eingepresst ist. Vorliegend sind drei derartiger Steckverbindungen 32 vorhanden, die radial außerhalb des Ventilsitzes 18 liegen. Vorteilhaftweise sind die Halteöffnungen 34 in von dem Basisabschnitt 24 der Abdeckung 7 in Richtung des Trägerkörpers 6 vorstehenden Haltedomen 35 ausgebildet. Durch die Steckverbindungen 32, die eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Abdeckung und Trägerkörper 6 gewährleisten, ist sichergestellt, dass sich die Abdeckung 7 nicht unerwünscht von dem Trägerkörper 6 löst. Darüber hinaus ist gewährleistet, dass die gewünschte Anpresskraft des Ventilelements 8 dauerhaft gewährleistet ist. Durch die vorteilhaften Steckverbindungen 32 ist außerdem der Basisabschnitt 24 der Abdeckung 7 derart weit beabstandet zu dem Trägerkörper 6 und dem Ventilelement 8 gehalten, dass das Ventilelement 8 sich zum Freigeben eines Durchströmungsweges ausreichend weit elastisch verformen kann, wie in Figur 2 durch gestrichelte Linien angezeigt.
  • Durch die vorteilhafte Ausrichtung und Ausbildung des Trägerkörpers 6 ist gewährleistet, dass der Bereich mit dem größten Abstand x2 zwischen Dichtfläche 19 und Auflage 22 im Bereich der Durchströmungsöffnungen 26 liegt, sodass ein direkter Durchströmungsweg von dem Ventilelement 8 durch die Durchströmungsöffnung 26 hindurch gewährleistet ist.
  • Durch die vorteilhafte konkave Ausbildung des Ventilsitzes 18 wird erreicht, dass durch die vorteilhafte konkave vor-Formung des Ventilelements 8 sich das Ventilelement 8 an seinem der Durchströmungsöffnung 26 zugewandten Abschnitten oder Endbereichen bereits bei geringem Luftdruck innerhalb der Atemmaske 1 verformt und sich von der Dichtfläche 19 löst, um den Durchströmungsweg freizugeben. Dadurch wird ein besonders geringer Widerstand der Ventileinrichtung 4 beim Ausatmen geboten.
  • Um das Ventilelement 8 vor äußeren Einflüssen zu schützen, ist vorzugsweise dem Ventilsitz 18 beziehungsweise dem Dichtsteg 17 ein Schutzsteg 36 zugeordnet, wie beispielsweise auch in der Schnittdarstellung von Figur 3D oder 3E gezeigt, der radial nach außen beabstandet zu dem Dichtsteg 17 angeordnet ist, und weiter von dem Basisabschnitt 10 axial vorsteht als der Dichtsteg 17. Dabei verläuft der Schutzsteg 36 bevorzugt parallel zu dem Dichtsteg 18, wobei er insbesondere ebenfalls der konkaven Form des Ventilsitzes 18 folgt, wie in den Figuren 3D und 3E gezeigt. Dabei ist die Höhe des Schutzstegs 36 derart gewählt, dass er das auf dem Dichtsteg 17 im unbetätigten Zustand aufliegende Ventilelement 8 überragt, sodass das Ventilelement 8 in einer Seitenansicht der Ventileinrichtung 4, wie beispielsweise in der Seitenansicht der Atemmaske 1 von Figur 5 gezeigt, nicht sichtbar ist und durch den Schutzsteg 36 vor einer ungewünschten Beschädigung geschützt ist. Der Schutzsteg 36 erstreckt sich entweder durchgehend um den Dichtsteg 17 herum, bildet also ebenfalls eine geschlossene Ringform, oder er ist abschnittsweise unterbrochen, wie in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, insbesondere in den Figuren 3A und 3C gezeigt.
  • Vorteilhafterweise weist der Trägerkörper 6 eine von einer Kreisform abweichende Außenkontur auf, die gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch einen gerade verlaufenden Randabschnitt 37, wie in Figur 3C gezeigt, gebildet ist. Dadurch erhält der Trägerkörper 6 eine geometrische oder mechanische Referenz, die eine einfache Ausrichtung und Sortierung und damit eine maschinelle Verarbeitung des Trägerkörpers 6 bei Montage, Lagerung und Transport des Trägerkörpers 6 und der Ventileinrichtung 4 bietet. Optional sind außerdem die Steckverbindungen 32 nicht gleichmäßig über den Umfang der Ventilöffnung 9 verteilt angeordnet, sondern ungleichmäßig. Auch hierdurch wird eine maschinelle Verarbeitung, insbesondere eine maschinelle Ausrichtung des Trägerkörpers sowie der Abdeckung zueinander ermöglicht, die einen einfachen maschinellen Montageprozess ermöglichen, wodurch die vorliegende Atemmaske 1 beziehungsweise die Ventileinrichtung 4 auch vollautomatisch in hoher Stückzahl hergestellt werden kann.
  • Bei bestimmungsgemäßem Gebrauch öffnet das Ventilelement 8 links und rechts beziehungsweise seitlich in Bezug auf eine gedachte Linie, die Mund und Nase eines Benutzers verbindet, wie in Figur 1 durch Pfeile 38, die eine Luftströmung eines Ausatemvorgans anzeigen, dargestellt.

Claims (18)

  1. Ventileinrichtung (4) für eine Atemmaske (1), mit einem Trägerkörper (6), der an einem Maskenkörper (2) der Atemmaske (1) befestigbar ist und eine axial durchströmbare Ventilöffnung (9) aufweist, wobei der Trägerkörper (6) einen die Ventilöffnung (9) kreisförmig umgebenden Ventilsitz (18) mit einer durchgehenden Dichtfläche (19) aufweist, und mit einem elastisch verformbaren Ventilelement (8), das kreisscheibenförmig ausgebildet und an einer Befestigungsstelle (20) des Trägerkörpers (6) mittig in der Ventilöffnung (9) derart befestigt ist, dass es in einem unbetätigten Zustand randseitig auf der Dichtfläche (19) dichtend aufliegt, wobei der Ventilsitz (18) quer zur Durchströmungsrichtung der Ventilöffnung (9) eine durch den Mittelpunkt der Ventilöffnung (9) führende Längserstreckung (L) und eine durch den Mittelpunkt führende Quererstreckung (Q) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (18) in einer Seitenansicht in Richtung der Längserstreckung (L) insgesamt eine konkave Krümmung aufweist, entlang welcher sich die Dichtfläche (19) erstreckt.
  2. Ventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Dichtfläche (19) nur parallel zu der Quererstreckung (Q) des Ventilsitzes (18) konkav erstreckt.
  3. Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein axialer Abstand (x) der Dichtfläche (19) zu der Befestigungsstelle (20) im Verlauf der Dichtfläche (19) um die Ventilöffnung (9) herum stetig verändert.
  4. Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmung zumindest abschnittsweise einen Radius (R1) aufweist, der größer ist als ein Radius (R2) einer Innenseite oder Außenseite des Ventilsitzes (18).
  5. Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (6) wenigstens einen, vorzugsweise mehrere radial in die Ventilöffnung (9) vorstehende Stege (21) aufweist, und dass der jeweilige Steg (21) an seinem in der Ventilöffnung (9) liegenden Ende die Befestigungsstelle (20) bildet.
  6. Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Stege (21) an ihren Enden einstückig miteinander verbunden sind und dem Verbindungsbereich die Befestigungsstelle (20), insbesondere mit einer axialen Auflage (22) für das Ventilelement (8) ausbilden.
  7. Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine auf dem Trägerkörper (6) befestigte und das Ventilelement (8) überdeckende Abdeckung (7), die einen in Richtung des Ventilelements (8) vorstehenden Haltevorsprung (28) aufweist, der die Ventilscheibe (8) gegen die Auflage (22) drückt.
  8. Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltevorsprung (28) an seinem der Auflage (22) zugewandten Ende einen Zentrierpin (29) aufweist, der eine mittige Halteöffnung (31) des Ventilelements (8) durchgreift und in eine Zentrierpinaufnahme (23) der Befestigungsstelle (20) eingesteckt ist.
  9. Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierpin (29) in die Zentrierpinaufnahme (23) mit radialem Spiel eingesteckt ist und axial an einem Axialanschlag (23') der Zentrierpinaufnahme (23) anliegt.
  10. Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (6) und die Abdeckung (7) zumindest eine radial außerhalb des Ventilsitzes (18) angeordnete Steckverbindung (32) ausbilden.
  11. Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Steckverbindung (32) einen axial von dem Trägerkörper (6) oder der Abdeckung (7) vorstehenden Haltepin (33) und eine in der Abdeckung (7) oder dem Trägerkörper (6) ausgebildete Halteöffnung (34) aufweist, wobei der Haltepin (33) in die Halteöffnung (34) eingesteckt, insbesondere eingepresst ist.
  12. Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Steckverbindungen (32) ausgebildet und um die Ventilöffnung (9) herum ungleichmäßig verteilt angeordnet sind.
  13. Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (18) als axial von dem Trägerkörper (6) vorstehender Dichtsteg (17) ausgebildet ist.
  14. Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass radial beabstandet zu dem Ventilsitz (18) wenigstens ein sich insbesondere parallel zu dem Dichtsteg (17) erstreckender Schutzsteg (36) ausgebildet ist, der axial weiter von dem Trägerkörper (6) vorsteht als der Dichtsteg (17), um die Ventilscheibe (8) im unbetätigten Zustand randseitig zu überragen.
  15. Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (6) einen Einsteckabschnitt (13') aufweist, der zur Ausrichtung und/oder Befestigung der Ventileinrichtung (4) in eine Öffnung des Maskenkörpers (2) einsteckbar ist.
  16. Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (7) zumindest einen Umfangswandabschnitt (25') aufweist, der dazu ausgebildet ist, an seinem freien Ende auf dem Maskenkörper (2) aufzuliegen.
  17. Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (7) zumindest zwei Durchströmungsöffnungen (26) ausbildet, die in Quererstreckung (Q) des Ventilsitzes (18) einander diametral gegenüberliegen.
  18. Atemmaske (1), insbesondere für einen menschlichen Benutzer, mit einem Maskenkörper (2), der dazu ausgebildet ist, bei bestimmungsgemäßem Gebrauch Mund und Nase des Benutzers zu überdecken und randseitig dichtend an dem Gesicht des Benutzers aufzuliegen, und mit einer Ventileinrichtung, die an einer Öffnung (5) des Maskenkörpers (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (4) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17 ausgebildet ist.
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