WO2017214645A1 - Atemmaske - Google Patents

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WO2017214645A1
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air inlet
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rotary valve
air
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Dominique WENGER
Nicolas WENGER
Erwin Weitgasser
Detlev Magerer
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K670 Gmbh
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    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • 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
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    • A62B18/025—Halfmasks
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    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
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    • A62B18/08—Component parts for gas-masks or gas-helmets, e.g. windows, straps, speech transmitters, signal-devices
    • A62B18/10—Valves
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    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B21/00—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
    • A63B21/00058—Mechanical means for varying the resistance
    • A63B21/00069—Setting or adjusting the resistance level; Compensating for a preload prior to use, e.g. changing length of resistance or adjusting a valve
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    • A63B21/00—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
    • A63B21/40—Interfaces with the user related to strength training; Details thereof
    • A63B21/4001—Arrangements for attaching the exercising apparatus to the user's body, e.g. belts, shoes or gloves specially adapted therefor
    • A63B21/4003—Arrangements for attaching the exercising apparatus to the user's body, e.g. belts, shoes or gloves specially adapted therefor to the head; to the neck

Definitions

  • the invention relates to a breathing mask with a mouth and nose covering mask body, which forms an air inlet and provided with a check valve air outlet.
  • the inhalation resistance can be increased.
  • respiratory masks which have an air inlet with a correspondingly reduced flow cross section and a separate from the air inlet, equipped with a check valve air outlet, which is provided for unobstructed exhalation with a comparatively large flow cross-section.
  • interchangeable screw caps which have a different number of air inlet openings or different sized air inlet openings, so that with the selection of corresponding screw caps the Flow cross-section of the air inlet can be adapted to different requirements.
  • the disadvantage is the spatially separated arrangement of the Beerein- and outlet conditional, relatively complex construction and the need to use different screw caps for a required adjustment of the air inlet.
  • the invention is therefore based on the object, a respiratory mask in such a way that with simple constructive means of inhalation resistance can be adapted to different requirements.
  • the air inlet comprises a rotary valve in a receptacle which has at least one air inlet opening enclosing the central air outlet in sections, such that the rotary valve covers the air inlet opening differently depending on its rotational position, in that the non-return valve for the air outlet has a central membrane which covers an air outlet opening, that the air outlet forms a guide cylinder for the rotary valve and that the rotary valve forms the air outlet opening covered by the membrane.
  • a central air outlet in the receptacle for the rotary slide which cooperates with at least one air outlet partially enclosing air inlet opening
  • the conditions for a simple, compact design are created, with the cooperating with the at least one air inlet opening
  • a rotary valve advantageous setting the flow cross-section is given for the air inlet.
  • the respective rotational position of the rotary valve determines the angle over which the air inlet opening is covered by the rotary valve, and thus the inhalation resistance.
  • the central air outlet also allows the formation of the required for the air outlet check valve as structurally inexpensive diaphragm valve with a centrally held diaphragm, the air outlet opening covering, so that the membrane is lifted when exhaling from the edge of the air outlet opening and the air outlet opening releases.
  • the negative pressure created during inhalation assists the tight fit of the membrane at the peripheral edge of the air outlet opening. Since the air outlet forms a guide cylinder for the rotary valve and the rotary valve forms the membrane covered by the air outlet opening, it requires no separate support of the diaphragm by receiving the rotary valve, because the rotary valve, which forms the membrane to be covered by the air outlet opening, even the central bracket the membrane can take over. With respect to the air outlet opening central support of the membrane can indeed be formed simply by a hub carried by spokes within the air outlet opening, these spokes can be advantageously used for radial support of the diaphragm in the closed position of the check valve.
  • the rotary valve can engage behind the guide cylinder with axial spring tongues which form a kind of snap closure, so that the rotary valve, which forms for its leadership in the guide cylinder recording corresponding axial guide approaches, with the spring tongues ahead only must be inserted into the guide cylinder until the spring tongues engage behind the inner end edge of the guide cylinder.
  • the rotary valve can have a radially outwardly projecting, resilient catch, which cooperates with circumferentially successive latching recesses of the receptacle.
  • the rotary valve is locked in different rotational positions corresponding to a different flow cross-section and thus a different inhalation resistance due to the different coverage of the air inlet opening. If the air inlet is divided into several air inlet openings distributed around the air outlet, the setting angle for the rotary valve for setting different flow cross sections is reduced.
  • FIG. 1 shows a breathing mask according to the invention in the region of the air inlet and outlet in a simplified longitudinal section
  • Fig. 2 is a section along the line II-II of FIG. 1 on a larger scale
  • Fig. 3 is a representation corresponding to FIG. 2, but in a relation to the
  • Fig. 1 different rotational position of the rotary valve
  • Fig. 4 is a section along the line IV-IV of Fig. 2 on a larger scale.
  • the breathing mask has a mask body 1 which covers the mouth and nose and is provided with a flexible sealing edge 2 for tight connection to the face shape.
  • the mask body 1 is provided with an air inlet 3 and an air outlet 4, which cooperates with a check valve 5.
  • the air inlet 3 is assigned to adjust the flow cross section, a rotary valve 6, which can be adjusted via a hand lever 7.
  • the mask body 1 forms for the rotary valve 6 a receptacle 8, which comprises the central air outlet 4, which is bounded by a guide cylinder 9 for the rotary valve 6.
  • For storage of the rotary valve 6 in the guide cylinder 9 of the rotary valve 6 is provided with radial guide lugs 10, which centers the rotary valve 6 relative to the guide cylinder 9 hold.
  • the axial securing of the rotary valve 6 is achieved by spring tongues 1 1, which engage behind the guide cylinder 9 on the inner end face, as shown in particular in FIG. 4 can be removed.
  • the receptacle 8 for the rotary valve 6 has three the air outlet 4 uniformly enclosing air inlet openings 12 which cooperate with corresponding air passage openings 13 of the rotary valve 6. Since the air inlet openings 12 of the air inlet 3 and the air passage openings 13 in the rotary valve 6 each extend over an angular range of 60 °, can by a rotational adjustment of the rotary valve 6 by 60 ° of the released by the rotary valve 6 flow cross-section between the air inlet openings 12 covering the closed position and a the air inlet openings 12 completely releasing open position can be adjusted.
  • the closed position in FIG. 3 shows a partially open position.
  • an always open, additional air inlet opening 16 may be provided.
  • the rotary valve with a cylindrical projection 17 can form a central air outlet opening 18 for the air outlet 4 and receive the check valve 5.
  • the check valve 5 is formed by a diaphragm 19 which is held by a hub 20 carried by spokes 20 and cooperates with the front edge of the cylindrical projection 17, wherein the spokes 20 represent an additional support of the diaphragm 19 in the closed position.
  • a negative pressure is created on the inside of the air outlet 4, which holds the membrane 19 in the closed position, so that the air can be sucked and inhaled only via the released from the rotary valve 6 sections of the air inlet openings 12.
  • the overpressure of the exhaled air causes the check valve 5 to open by lifting the membrane 18 away from the front edge of the cylindrical projection 17, so that in addition to the released cut the air inlet openings 12 and the air outlet opening 18 for unobstructed exhalation is available.
  • the receptacle 8 of the mask body 1 is provided with an air-permeable cover 22, which is indicated in phantom in FIG.

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Abstract

Es wird eine Atemmaske mit einem Mund und Nase abdeckenden Maskenkörper (1) beschrieben, der einen Lufteinlass (3) und einen mit einem Rückschlagventil (5) versehenen Luftauslass (4) bildet. Um vorteilhafte Konstruktionsverhältnisse zu schaffen, wird vorgeschlagen, dass der Lufteinlass (3) einen Drehschieber (6) in einer Aufnahme (8) umfasst, die wenigstens eine den zentralen Luftauslass (4) abschnittsweise umschließende Lufteintrittsöffnung (12) besitzt, dass der Drehschieber (6) die Lufteintrittsöffnung (12) in Abhängigkeit von seiner Drehstellung unterschiedlich abdeckt, dass das Rückschlagventil (5) für den Luftauslass (4) eine eine Luftaustrittsöffnung (18) abdeckende, mittig gehaltene Membrane (19) aufweist, dass der Luftauslass (4) einen Führungszylinder (9) für den Drehschieber (6) formt und dass der Drehschieber 6) die von der Membrane (19) abgedeckte Luftaustrittsöffnung (18) bildet.

Description

Atemmaske
Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf eine Atemmaske mit einem Mund und Nase abdeckenden Maskenkörper, der einen Lufteinlass und einen mit einem Rückschlag- ventil versehenen Luftauslass bildet.
Stand der Technik
Um die Atmung und die Atmungsmuskulatur zu trainieren, kann der Einatmungswiderstand erhöht werden. Zu diesem Zweck werden Atemmasken eingesetzt, die einen Lufteinlass mit einem entsprechend verkleinerten Strömungsquerschnitt und einen vom Lufteinlass getrennten, mit einem Rückschlagventil ausgerüsteten Luftauslass aufweisen, der zum unbehinderten Ausatmen mit einem vergleichsweise großen Strömungsquerschnitt versehen ist. Damit der Einatmungswiderstand an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden kann, ist es bekannt (US 2012/0094806 A1 ), den Lufteinlass mit auswechselbaren Schraubkappen zu ver- schließen, die eine unterschiedliche Anzahl von Lufteintrittsöffnungen oder unterschiedlich große Lufteintrittsöffnungen aufweisen, sodass mit der Auswahl entsprechender Schraubkappen der Strömungsquerschnitt des Lufteinlasses an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden kann. Nachteilig ist allerdings die durch die räumlich voneinander getrennte Anordnung des Luftein- und -auslasses bedingte, vergleichsweise aufwendige Konstruktion sowie die Notwendigkeit, unterschiedliche Schraubkappen für eine geforderte Anpassung des Lufteinlasses einsetzen zu müssen.
Darüber hinaus ist es bei einer Vorrichtung zur Behandlung schlafbedingter Atmungsstörungen bekannt (US 2015/0040907 A1 ), ein zylindrischen Gehäuse vorzusehen, das stirnseitig einen mit einem Rückschlagventil versehenen Lufteinlass bildet und im Mantel eine sich über einen Umfangsbereich erstreckende Luft- auslassöffnung aufweist, die mithilfe eines den Zylindermantel außen umgreifenden Schiebers unterschiedlich weit abgedeckt wird, sodass lediglich der Ausatmungswiderstand durch den Schieber eingestellt werden kann. Das Rückschlagventil, das durch eine die Lufteinlassöffnung abdeckende, mittig gehaltene Memb- rane gebildet wird, soll ein unbehindertes Einatmen gewährleisten.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Atemmaske so auszubilden, dass mit einfachen konstruktiven Mitteln der Einatmungswiderstand an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden kann. Ausgehend von einer Atemmaske der eingangs geschilderten Art löst die Erfindung die gestellte Aufgabe dadurch, dass der Lufteinlass einen Drehschieber in einer Aufnahme umfasst, die wenigstens eine den zentralen Luftauslass abschnittsweise umschließende Lufteintrittsöffnung besitzt, dass der Drehschieber die Lufteintrittsöffnung in Abhängigkeit von seiner Drehstellung unterschiedlich abdeckt, dass das Rückschlagventil für den Luftauslass eine eine Luftaustrittsöffnung abde-ckende, mittig gehaltene Membrane aufweist, dass der Luftauslass einen Führungszylinder für den Drehschieber formt und dass der Drehschieber die von der Membrane abgedeckte Luftaustrittsöffnung bildet.
Durch das Vorsehen eines zentralen Luftauslasses in der Aufnahme für den Dreh- Schieber, der mit wenigstens einer diesen Luftauslass abschnittsweise umschließenden Lufteintrittsöffnung zusammenwirkt, werden die Voraussetzungen für eine einfache, kompakte Bauweise geschaffen, wobei durch den mit der wenigstens einen Lufteintrittsöffnung zusammenwirkenden Drehschieber eine vorteilhafte Einstellung des Strömungsquerschnitts für den Lufteinlass gegeben ist. Die jeweilige Drehstellung des Drehschiebers bestimmt ja den Winkel, über den die Lufteintrittsöffnung durch den Drehschieber abgedeckt wird, und damit den Einatmungswiderstand. Der zentrale Luftauslass erlaubt außerdem die Ausbildung des für den Luftauslass erforderlichen Rückschlagventils als konstruktiv wenig aufwendiges Membranventil mit einer mittig gehaltenen Membrane, die eine Luftaustrittsöffnung abdeckt, sodass die Membrane beim Ausatmen vom Rand der Luftaustrittsöffnung abgehoben wird und die Luftaustrittsöffnung freigibt. Der sich beim Einatmen einstellende Unterdruck unterstützt das dichte Anliegen der Membrane am Umfangs- rand der Luftaustrittsöffnung. Da der Luftauslass einen Führungszylinder für den Drehschieber formt und der Drehschieber die von der Membrane abgedeckte Luftaustrittsöffnung bildet, bedarf es keiner gesonderten Halterung der Membrane durch die Aufnahme des Drehschiebers, weil der Drehschieber, der die durch die Membrane abzudeckende Luftaustrittsöffnung formt, selbst die mittige Halterung der Membrane übernehmen kann. Die bezüglich der Luftaustrittsöffnung mittige Halterung der Membrane kann ja einfach durch eine von Speichen getragene Nabe innerhalb der Luftaustrittsöffnung gebildet werden, wobei diese Speichen vorteilhaft zur radialen AbStützung der Membrane in der Schließstellung des Rückschlagventils genützt werden können. Zur Sicherung der axialen Lage des im Führungszylinder drehbar gelagerten Drehschiebers kann der Drehschieber den Führungszylinder mit axialen Federzungen stirnseitig hintergreifen, die eine Art Schnappverschluss bilden, sodass der Drehschieber, der zu seiner Führung im Führungszylinder der Aufnahme entsprechende axiale Führungsansätze bildet, mit den Federzungen voran lediglich in den Führungszylinder eingeschoben werden muss, bis die Federzungen den inneren stirnseitigen Rand des Führungszylinders hintergreifen.
Um unterschiedliche Strömungsquerschnitte für den Lufteinlass vorzugeben, kann der Drehschieber eine radial nach außen vorstehende, federnde Rast aufweisen, die mit in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Rastausnehmungen der Auf- nähme zusammenwirkt. Damit wird der Drehschieber in unterschiedlichen Drehstellungen verrastet, die aufgrund der unterschiedlichen Abdeckung der Lufteintrittsöffnung jeweils einem unterschiedlichen Strömungsquerschnitt und damit einem unterschiedlichen Einatmungswiderstand entsprechen. Wird der Lufteinlass auf mehrere um den Luftauslass verteilte Lufteintrittsöffnungen aufgeteilt, so verringert sich der Stellwinkel für den Drehschieber für die Einstellung unterschiedlicher Strömungsquerschnitte. Vorteilhafte Konstruktionsverhältnisse ergeben sich in diesem Zusammenhang, wenn die Aufnahme und der Drehschieber je drei gleichmäßig um den Luftauslass verteilte, sich je um einen Winkelbereich von 60° erstreckende Lufteintrittsöffnungen aufweisen, weil in diesem Fall der Drehschieber lediglich um 60° zwischen der Schließstellung und der vollen Offenstellung verstellt werden muss.
Kurze Beschreibung der Erfindung In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Atemmaske im Bereich des Luftein- und -auslasses in einem vereinfachten Längsschnitt,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 in einem größeren Maßstab, Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung, jedoch in einem gegenüber der
Fig. 1 unterschiedlichen Drehlage des Drehschiebers und
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 2 in einem größeren Maßstab.
Weg zur Ausführung der Erfindung
Die Atemmaske gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist einen Mas- kenkörper 1 auf, der Mund und Nase abdeckt und zum dichten Anschluss an die Gesichtsform mit einem biegeweichen Dichtrand 2 versehen ist. Der Maskenkörper 1 ist mit einem Lufteinlass 3 und einem Luftauslass 4 versehen, der mit einem Rückschlagventil 5 zusammenwirkt. Dem Lufteinlass 3 ist zur Einstellung des Strömungsquerschnitts ein Drehschieber 6 zugeordnet, der über einen Handhebel 7 verstellt werden kann. Der Maskenkörper 1 bildet für den Drehschieber 6 eine Aufnahme 8, die den zentralen Luftauslass 4 umfasst, der durch einen Führungszylinder 9 für den Drehschieber 6 begrenzt wird. Zur Lagerung des Drehschiebers 6 im Führungszylinder 9 ist der Drehschieber 6 mit radialen Führungsansätzen 10 versehen, die den Drehschieber 6 gegenüber dem Führungszylinder 9 zentriert halten. Die axiale Sicherung des Drehschiebers 6 wird durch Federzungen 1 1 erreicht, die den Führungszylinder 9 auf der inneren Stirnseite hintergreifen, wie dies insbesondere der Fig. 4 entnommen werden kann.
Die Aufnahme 8 für den Drehschieber 6 weist drei den Luftauslass 4 gleichmäßig umschließende Lufteintrittsöffnungen 12 auf, die mit entsprechenden Luftdurch- trittsöffnungen 13 des Drehschiebers 6 zusammenwirken. Da sich die Lufteintrittsöffnungen 12 des Lufteinlasses 3 sowie die Luftdurchtrittsöffnungen 13 im Drehschieber 6 jeweils über einen Winkelbereich von 60° erstrecken, kann durch eine Drehverstellung des Drehschiebers 6 um 60° der durch den Drehschieber 6 frei- gegebene Strömungsquerschnitt zwischen einer die Lufteintrittsöffnungen 12 abdeckenden Schließstellung und einer die Lufteintrittsöffnungen 12 völlig freigebenden Offenstellung verstellt werden. Zur Festlegung bestimmter Drehstellungen des Drehschiebers 6 kann dieser mit einer radial nach außen vorstehenden, federnden Rast 14 versehen sein, die mit in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Rast- ausnehmungen 15 der Aufnahme 8 zusammenwirkt. In der Fig. 2 ist die Schließstellung, in der Fig. 3 eine teilweise Offenstellung dargestellt. Um in der Schließstellung die Luftzufuhr nicht vollkommen zu unterbrechen, kann eine stets offenbleibende, zusätzliche Lufteintrittsöffnung 16 vorgesehen werden.
Um einfache Konstruktionsverhältnisse zu erreichen, kann der Drehschieber mit einem zylindrischen Ansatz 17 eine zentrale Luftaustrittsöffnung 18 für den Luftauslass 4 bilden und das Rückschlagventil 5 aufnehmen. Das Rückschlagventil 5 wird durch eine Membrane 19 gebildet, die von einer durch Speichen 20 getragenen Nabe 21 gehalten wird und mit dem stirnseitigen Rand des zylindrischen Ansatzes 17 zusammenwirkt, wobei die Speichen 20 eine zusätzliche Abstützung der Membrane 19 in der Schließstellung darstellen. Beim Einatmen entsteht auf der Innenseite des Luftauslasses 4 ein Unterdruck, der die Membrane 19 in der Schließstellung festhält, sodass die Luft nur über die vom Drehschieber 6 freigegebenen Abschnitte der Lufteintrittsöffnungen 12 angesaugt und eingeatmet werden kann. Beim Ausatmen bewirkt der Überdruck der ausgeatmeten Luft ein Öff- nen des Rückschlagventils 5, indem die Membrane 18 vom stirnseitigen Rand des zylindrischen Ansatzes 17 abgehoben wird, sodass neben den freigegebenen Ab- schnitten der Lufteintrittsöffnungen 12 auch die Luftaustrittsöffnung 18 für das unbehinderte Ausatmen zur Verfügung steht.
Zum Schutz des Rückschlagventils 5 ist die Aufnahme 8 des Maskenkörpers 1 mit einer luftdurchlässigen Abdeckung 22 versehen, die in der Fig. 1 strichpunktiert angedeutet ist.

Claims

Patentansprüche
1 . Atemmaske mit einem Mund und Nase abdeckenden Maskenkörper (1 ), der einen Lufteinlass (3) und einen mit einem Rückschlagventil (5) versehenen Luft- auslass (4) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass der Lufteinlass (3) einen Dreh- Schieber (6) in einer Aufnahme (8) umfasst, die wenigstens eine den zentralen Luftauslass (4) abschnittsweise umschließende Lufteintrittsöffnung (12) besitzt, dass der Drehschieber (6) die Lufteintrittsöffnung (12) in Abhängigkeit von seiner Drehstellung unterschiedlich abdeckt, dass das Rückschlagventil (5) für den Luftauslass (4) eine eine Luftaustrittsöffnung (18) abdeckende, mittig gehaltene Membrane (19) aufweist, dass der Luftauslass (4) einen Führungszylinder (9) für den Drehschieber (6) formt und dass der Drehschieber (6) die von der Membrane (19) abgedeckte Luftaustrittsöffnung (18) bildet.
2. Atemmaske nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschieber (6) den Führungszylinder (9) mit axialen Federzungen (1 1 ) stirnseitig hin- tergreift.
3. Atemmaske nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschieber (6) eine radial nach außen vorstehende, federnde Rast (14) aufweist, die mit in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Rastausnehmungen (15) der Aufnahme (8) zusammenwirkt.
4. Atemmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (8) und der Drehschieber (6) je drei gleichmäßig um den Luftauslass (4) verteilte, sich je um einen Winkelbereich von 60° erstreckende Lufteintrittsöffnungen (12) aufweisen.
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