Lungengesteuertes Membranventil für Atemschutzmasken

Abstract

 Ein lungengesteuertes Membranventil für Atemschutzmasken mit einer Vorrichtung zur Erzeugung eines Überdruckes im Maskeninnenraum, die einen Kipphebel enthält, welcher durch Federelemente aus einer Totlage heraus in eine erste, auf die Membran eine Kraft ausübende Drucklage und in eine zweite, die Membran vom Ventilhebel abhebende Abschaltlage bewegbar ist, soll derart verbessert werden, daß während des gesamten Atemzyklus ständig ein Überdruck im Maskeninnenraum herrscht, wobei gleichzeitig verhindert wird, daß durch die Bewegung der Membran der Kipphebel in eine stabile Abschaltlage gebracht werden kann, daß aber bei Beendigung der Benutzung ein vorsätzliches Abschalten des Überdruckes möglich Außenkammer (3) ragenden Mitnehmer (9) für den Kipphebel (16) aufweist, dessen Resthub (a) bei geschlossenem Einlaßventil (6) kleiner ist als die Restkippstrecke (b) des Kipphebels (16) zwischen seiner Drucklage und seiner Totsage, und daß das Außenkammergehäuse (11) ein Betätigungselement (20) aufweist, mit welchem der Kipphebel (16) an ein Endstück (12) des Mitnehmers (9) bewegbar ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein lungengesteuertes Membranventil für Atemschutzmasken mit einer Vorrichtung zur Erzeugung eines Überdruckes im Maskeninnenraum, die einen an dem Außenkammergehäuse angelenkten und an seinem einen Ende mit der Membran beweglich verbundenen Kipphebel enthält, welcher durch Federelemente derart eingespannt ist, daß er in einem Kippgelenk aus einer Totlage heraus in eine erste, auf die Membran eine Kraft ausübende Drucklage und in eine zweite, die Membran vom Ventilhebel abhebende Abschaltlage bewegbar ist.

[0002] Ein derartiges lungengesteuertes Membranventil ist aus der US-PS 27 90 454 bekanntgeworden.

[0003] Bei dem bekannten Membranventil ist ein Kipphebel an der Membran mit seinem einen Ende beweglich befestigt und mit seinem anderen Ende über einen Gelenkblock am Außenkammergehäuse angelenkt. An demselben Gelenkblock sind Schraubenfedern befestigt, welche in Höhe des mit der Membran verbundenen Kipphebelendes mit diesem über Zapfen verbunden sind. Die Hebelarme von Schraubenfedern und Kipphebel sind so gewählt, daß bei einem Bewegen des Kipphebels aus der Totlage heraus durch den Zug der Schraubenfedern ein ständiger, mit der Auslenkung wachsender Druck auf die Membran ausgeübt wird. In Schließstellung des Einatemventils befindet sich der Kipphebel im Totpunkt oder vorzugsweise geringfügig jenseits desselben. Die Schraubenfedern lenken ihn dann bis zu einem Anschlag in eine Abschaltlage, in der die Membran von dem Einatemventil geringfügig abgehoben und dieses stabil geschlossen ist. Beim Einatmen muß der Maskenträger zunächst einen Unterdruck hervorrufen, der den Kipphebel über den Totpunkt wegbewegt und das Einatemventil öffnet. Im weiteren Verlauf des Einatemzuges wird durch die Auslenkung des Kipphebels und dem damit zusätzlich ausgeübten Druck auf die Membran das Einatemventil weiter geöffnet, als es für die Belieferung des Maskenträgers mit Atemgas notwendig wäre. Dadurch wird ein Überdruck im Maskeninnenraum erzeugt, der mit der Stärke der Einatmung zunimmt und mit Beendigung der Einatmung wieder zum Ausgangswert zurückkehrt. Das Membranventil ist wieder in der Abschaltlage, in der es auch während der Ausatmung verbleibt.

[0004] Bei dem bekannten lungengesteuerten Membranventil findet daher ein periodischer Wechsel zwischen Überdruck und Unterdruck im Maskeninnenraum statt. Während dies für medizinische Anwendung zur Atmungsunterstützung zweckmäßig sein kann, ist ein derartiger Betrieb für Atemschutzgeräte ungeeignet, weil er die Schutzwirkung des Überdrucks gegen das Eindringen von Schadstoffen periodisch aufhebt. Damit entsteht aber auch keine Erleichterung bei der Ausatmung, weil das Ausatemventil auf den höchsten Betriebsdruck abgestimmt sein muß.

[0005] Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein lungengesteuertes Membranventil der genannten Art so zu verbessern, daß während des gesamten Atemzyklus ständig ein Überdruck im Maskeninnenraum herrscht, wobei gleichzeitig verhindert wird, daß durch die Bewegung der Membran der Kipphebel in eine stabile Abschaltlage gebracht wird, und bei Beendigung der Benutzung ein vorsätzliches Abschalten des Überdrucks möglich ist.

[0006] Die Lösung der Aufgabe wird dadurch erzielt, daß die Membran einen in die Außenkammer ragenden Mitnehmer für den Kipphebel aufweist, dessen Resthub bei geschlossenem Einlaßventil kleiner ist als die Restkippstrecke des Kipphebels zwischen seiner Drucklage und seiner Totlage, und daß das Außenkammergehäuse ein Betätigungselement aufweist, mit welchem der Kipphebel an ein Endstück des Mitnehmers bewegbar ist.

[0007] Der Vorteil der Erfindung liegt hauptsächlich darin, daß für die Membran eine Hubbegrenzung vorgesehen ist, welche verhindert, daß die Membran den Kipphebel bei Unterbrechung der Gasentnahme oder bei Ausatmung in den Bereich des Totpunktes bringen kann. Der Kipphebel bleibt dadurch während der Benutzung ständig in der Drucklage. Somit bleibt der Überdruck im Maskeninnenraum während der Atmung auch bei geschlossenem Einlaßventil erhalten, und der Geräteträger braucht zu Beginn der Einatemphase keinen Unterdruck zu erzeugen, um das Einlaßventil zu öffnen. Bei größerem Innenraumdruck kann die Membran wohl von dem Ventilhebel abgehoben werden, jedoch wird der Kipphebel dadurch nicht in seine stabile Abschaltlage bewegt, sondern er übt seine Druckkraft nach wie vor auf die Membran aus, so daß auch dann noch die für den gewünschten statischen Druck im Maskeninnenraum erforderliche Kraft auf die Membran ausgeübt wird.

[0008] Soll bei angeschlossener Atemgasversorgung die Atemschutzmaske abgesetzt oder das lungengesteuerte Membranventil von ihr entfernt werden, kann man mit dem Betätigungselement das Membranventil in eine stabile Abschaltlage bringen. Durch die Betätigung wird der Kipphebel aus der Drucklage über seine Totlage hinaus in seine Abschaltlage bewegt, wobei er an dem Endstück des Mitnehmers angreift und diesen um die Wegstrecke des Resthubs gegen die Innenwand des Außenkammergehäuses als Anschlag anhebt. Um denselben Betrag wird die Membran von dem Ventilhebel gelöst. Somit ist ein sicheres Abschalten des Membranventils gewährleistet und dann eine Trennung der Atemschutzmaske vom Gesicht bzw. vom Membranventil ohne Verlust an Atemgas möglich. Auch eine Lagerung oder ein Transport des separaten Membranventils bei sicher geschlossenem Einlaßventil ist ohne Einwirkung von Druckkräften auf die Membran möglich. Um den Kipphebel aus seiner Abschaltlage in die Drucklage zu bewegen, ist es ausreichend, bei angelegtem Atemschutzgerät einmalig einen Unterdruck zu Beginn der ersten Einatemphase zu erzeugen, so daß die Membran über den Mitnehmer den Kipphebel aus seiner Abschaltlage in die stabile Drucklage bewegt.

[0009] Eine besonders günstige Ausgestaltung zur Betätigung des Kipphebels in die Abschaltlage wird dadurch erreicht, daß der Kipphebel als zweiarmiger Hebel in einen Druckarm und einen Abschaltarm unterteilt ist und das Betätigungselementam Abschaltarm angreift. Dadurch wird auf einfache Weise durch Niederdrücken des Betätigungselements ein Kippen des Kipphebels in seine Abschaltlage durch den Benutzer des Membranventils bewirkt.

[0010] Eine zweckmäßige und besonders rationelle Ausbildung des Kippgelenks ergibt sich, indem es durch einen im Außenkammergehäuse verankerten Bügel gehalten ist.

[0011] In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist das Betätigungselement eine knopfartige,in das Außenkammergehäuse eingelassene,elastisch verformbare Verdickung eines das Außenkammergehäuse umgebenden Überzugs. Dabei erfolgen Führung und Rückstellung des Betätigungselements ohne weiteren Aufwand nur durch die Eigenelastizität, während der Überzug gleichzeitig das Eindringen von Schmutz und dadurch hervorgerufenes Blockieren sicher verhindert.

[0012] Eine günstige Ausbildung des Mitnehmers besteht darin, daß er als ein Stift ausgestaltet ist, dessen Schaft vom Kipphebel gabelförmig umgriffen wird und dessen Endstück aus einem Stößel besteht. Dieser Stößel befindet sich bei geschlossenem Einlaßventil und an der Membran aufliegendem Kipphebel in räumlichem Abstand zur Innenwand des Außenkammergehäuses. Bei Betätigung des Kipphebels in die Abschaltlage wird dessen gabelförmiges Endstück um den Schaft an den Stößel gedrückt und zieht diesen in Richtung der Innenwand des Außenkammergehäuses bis zum Anschlag. Das Einlaßventil ist dann entlastet. Bei Inbetriebnahme nimmt der Stößel den Kipphebel wieder in die Drucklage mit.

[0013] Eine besonders einfache Konstruktion der Federelemente kann derart verwirklicht werden, daß sie aus Schraubenfedern bestehen, die beidseitig des Kipphebels in einer Ebene liegend angeordnet sind. Dabei ist vorzugsweise der Kipphebel an seinem gabelförmigen Ende so weit aufgeweitet, daß dieses den freien Abstand der Spiralfedern zueinander überdeckt. Dadurch wird erreicht, daß bei Durchschreiten der Totlage des Kipphebels sowohl aus der Drucklage in die Abschaltlage als auch umgekehrt die Schraubenfedern eine Rastung darstellen. Somit wird eine zusätzliche Sicherung der jeweiligen stabilen Endlagen des Kipphebels erreicht und verhindert, daß zum Beispiel durch äußere Erschütterungen der Kipphebel ungewollt aus seiner Abschaltlage in die Drucklage bewegt wird.

[0014] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.

[0015] Es zeigen:

Figur 1 die teilgeschnittene Seitenansicht eines Membranventils

Figur 2 die Draufsicht des eingespannten Kipphebels.

[0016] Das in Figur 1 dargestellte Membranventil besteht aus einem Ventilgehäuse 1, welches durch die Membran 2 in eine mit der Atmosphäre in Verbindung stehende Außenkammer 3 und eine das Atemgas führende Ventilkammer 4 geteilt ist. Die Ventilkammer 4 besitzt einen Anschlußstutzen 5, an welchen eine nicht dargestellte Atemschutzmaske ankoppelbar ist. Die Ventilkammer 4 ist mit dem Einlaßventil 6 verbunden, an welches ein Anschlußstutzen 7 für das Frischgas angeschlossen ist. Von dem Einlaßventil 6 ausgehend ragt ein Ventilhebel 8 in die Ventilkammer 4 und berührt die Membran 2 an zentraler Stelle. Die Membran 2 besitzt an ihrem Mittelpunkt einen als Stift ausgebildeten Mitnehmer 9, dessen Schaft 10 an seiner der Innenwand des Außenkammergehäuses 11 zugewandten Seite einen Stößel 12 besitzt. Quer durch die Außenkammer 3 sind zwei Schraubenfedern 13 gespannt, deren Enden am Befestigungsstück 14 des Außenkammergehäuses 11 und an den Haltestegen 15 des Kipphebels 16 verankert sind. Ein in das Außenkammergehäuse 11 eingelassener Bügel 17 hält den Kipphebel 16 an seinen Kippgelenken 18. Die Kippgelenke 18 sind in nahem räumlichen Abstand zu den Haltestegen 15 des Kipphebels 16 angeordnet. Um das Außenkammergehäuse 11 herum ist ein Überzug 19 angebracht, der in der Nähe des Bügels 17 und in eine dortige Öffnung des Außenkammergehäuses 11 hineinragend eine knopfähnliche Verdickung 20 als Betätigungselement enthält.

[0017] Das in Figur 1 dargestellte Membranventil ist in dem Zustand gezeigt, bei welchem das Einlaßventil 6 geschlossen ist und die Membran 2 auf dem Ventilhebel 8 aufliegt. Der Kipphebel 16 liegt mit seinem Druckarm 21 unter Federdruck auf der Membran auf, so daß der Stößel 12 von der Innenseite des Außenkammergehäuses 11 im Abstand a, dem Resthub, gehalten ist. Der Auflagepunkt des Kipphebels 16 auf der Membran 2 ist um einen als Doppelpfeil dargestellten Abstand b, die Restkippstrecke, von der als strichpunktierte Linie dargestellten Totlage des Kipphebels 16 entfernt. Im dargestellten Beispiel wird die Totlage des Kipphebels 16 durch die Ebene bestimmt, in welcher die Mittellinien der Schraubenfedern 13 und des Kippgelenks 18 liegen. Durch Herunterdrücken des Knopfes 20 auf den vom Kippgelenk 18 und den Haltestegen 15 begrenzten Abschaltarm 24 wird der _Druckarm 21 des Kipphebels 16 zum Stößel 12 des Mitnehmers 9 bewegt und schleppt diesen um den Resthub a gegen die Innenwand des Außenkammergehäuses 11. In dieser Position befindet sich der Kipphebel 16 in seiner stabilen _Abschaltlage, in welcher die Membran 2 von dem Ventilhebel 8 um denselben Abstand a entfernt ist.

[0018] Die in Figur 2 dargestellte Draufsicht auf den Kipphebel 16 zeigt die Einspannlage der zwei Schraubenfedern 13. Der Kipphebel 16 umfaßt den Schaft 10 des Mitnehmers 9 gabelförmig, wobei das Gabelende 22 Ausweitungen 23 aufweist, welche den lichten Abstand der Schraubenfedern 13 zueinander überdecken.

[0019] Beim Hindurchtreten durch die Totlage des Kipphebels müssen die Schraubenfedern 13 um einen kleinen Betrag auseinandergedrückt werden, so daß die Schraubenfedern 13 gleichzeitig als Rasten wirken.

Ansprüche

1. Lungengesteuertes Membranvehtil für Atemschutzmasken mit einer Vorrichtung Zur Erzeugung eines Überdruckes im Maskeninnenraum, die einen an dem Außenkammergehäuse angelenkten und an seinem einen Ende mit der Membran beweglich verbundenen Kipphebel enthält, welcher durch Federelemente derart eingespannt ist, daß er in einem Kippgelenk aus einer Totlage heraus in eine erste, auf die Membran eine Kraft ausübende Drucklage und in eine zweite, die Membran vom Ventilhebel abhebende Abschaltlage bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (2) einen in die Außenkammer (3) ragenden Mitnehmer (9) für den Kipphebel (16) aufweist, dessen Resthub (a) bei geschlossenem Einlaßventil (6) kleiner ist als die Restkippstrecke (b) des Kipphebels (16) zwischen seiner Drucklage und seiner Totlage, und daß das Außenkammergehäuse (11) ein Betätigungselement (20) aufweist, mit welchem der Kipphebel (16) an ein Endstück (12) des Mitnehmers (9) be- w_egba_r ist.

2. Lungengesteuertes Membranventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kipphebel (16) als zweiarmiger Hebel mit einem Druckarm (21) und einem Abschaltarm (24) ausgebildet ist und das Betätigungselement (20) am Abschaltarm (24) angreift.

3. Lungengesteuertes Membranventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kippgelenk (18) durch einen im Außenkammergehäuse (11) verankerten Bügel (17) gehalten ist.

4. _Lungengesteuertes Membranventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement eine knopfartige,in das Außenkammergehäuse (11) eingelassene,elastisch verformbare Verdickung (20) eines das Außenkammergehäuse (11) umgebenden Überzugs (19) ist.

5. Lungengesteuertes Membranventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer als Stift (9) ausgebildet ist, dessen Schaft (10) der Kipphebel (16) gabelförmig umgreift und dessen Endstück ein Stößel (12) ist.

6. Lungengesteuertes Membranventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente als Schraubenfedern (13) gebildet sind, die in der Totlage des Kipphebels (16) beidseitig zu diesem in einer Ebene liegen, und daß das Gabelende (22) des Kipphebels (16) Ausweitungen (23) aufweist, welche über den lichten Abstand der benachbarten Federelemente (13) hinausragen.

Zeichnung