[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine filtrierende Halbmaske der im Oberbegriff von
Anspruch 1 erläuterten Art.
[0002] Derartige Halbmasken sind durch offenkundige Vorbenutzung bekannt. Die vorbenutzte
Halbmaske weist ein Ausatemventil auf, das in Form einer Kapsel in die Filterwandung
eingesetzt und mit ihr verschweißt wurde. Die Kapsel weist zwei ringförmige Flansche
auf, zwischen denen die Filterwandung eingeklemmt wird. Die innere Öffnung der ringförmigen
Flansche ist von sternförmig angeordneten Verstärkungsrippen durchzogen, auf deren
Mitte an der Außenseite der Filtermaske ein kreisförmiges Membranblättchen mittig
befestigt ist. Das Membranblättchen ist aus einem dünnen, flexiblen Material und weist
einen Durchmesser auf, der etwas größer ist als der Innendurchmesser der ringförmigen
Flansche, so daß der äußere Umfang des Membranblättchens noch auf der nach außen weisenden
Oberfläche des äußeren Flansches aufliegt. Um den äußeren Umfang des Membranblättchens
ist ein ringförmiger Steg angeordnet, der an der Außenseite der Filtermaske nach außen
vorsteht. Weiterhin ist eine Überdachung des Ausatemventils vorgesehen. Das bekannte
Ausatemventil arbeitet wie folgt: Die Ausatemluft drückt von innen her auf das Membranblättchen
in den Bereichen zwischen den Verstärkungsstreben und hebt den Umfang des Membranblättchens
aus seiner Anlage am äußeren Flansch ab, so daß die Ausatemluft zwischen dem äußeren
Flansch, dem äußeren Umfang des Membranblättchens und dem ringförmigen Steg nach außen
durchtreten kann. Bei Einatmen hingegen, wird durch den entstehenden Unterdruck das
Membranblättchen in Anlage an den äußeren Flansch gezogen.
[0003] Ausatemventile für Filtermasken mit filtrierender Wandung müssen im Gegensatz zu
Ausatemventilen, die den einzigen Luftweg nach außen bilden, schon bei einem relativ
geringen Atemdruck öffnen, da ihre Anordnung sonst nutzlos wäre. Auf der anderen Seite
sind jedoch Ausatemventile für Filtermasken mit in beiden Richtungen durchlässigen
Filterwandungen für bestimmte Einsatzzwecke sehr vorteilhaft. So zum Beispiel, wenn
die äußere Luftfeuchtigkeit sehr hoch ist, so daß die Ausatemluft ebenfalls eine erhöhte
Luftfeuchtigkeit aufweist. Bei Masken ohne Ausatemventil wird sich diese Luftfeuchtigkeit
in der Filterwandung niederschlagen und zum vorzeitigen Verbrauch der Maske führen.
Weiterhin sind derartige Halbmasken nur für eine Höchsttragdauer von etwa 8 Stunden
zugelassen, so daß ihre Herstellung relativ preisgünstig erfolgen muß.
[0004] Das bekannte Ausatemventil ist jedoch durch die Vielzahl der Teile, die für sich
gesondert hergestellt und zusammengesetzt werden müssen, relativ kompliziert. Außerdem
muß das Membranblättchen relativ leicht ausgebildet sein, um sich auch bei einem geringen
Ausatemdruck anzuheben. Dies bedeutet jedoch, daß auch die Gefahr einer Fehlfunktion
durch night genau ebene Membranblättchen gegeben ist. Weiterhin liegt das Membranblättchen
im Schließsitz nur auf einer relativ schmalen Fläche auf. Hat sich auf dieser Fläche
ein Staubkorn abgesetzt, so verbleibt dort ein Spalt, durch den ungefilterte Luft
in das Innere der Filtermaske eintreten kann.
[0005] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine filtrierende Halbmaske mit einem
Ausatemventil zu versehen, das preisgünstig herstellbar und preisgünstig montierbar
ist und trotz dem die Filterwirkung in keiner Weise
beeinträchtigt.
[0006] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichenenden Merkmale des Anspruchs
1 gelöst.
[0007] Durch die Verwendung eines äußerst preisgünstigen Ausatemventils aus einem flexiblen
Material mit einer in der Art eines Lippenventiles verschließbaren Auslaßöffnung können
die Herstellungskosten einer Halbmaske mit Ausatemventil entscheidend gesenkt werden.
Auch die Montage dieses Ventils ist relativ einfach. Schließlich weist das erfindungsgemäße
Ventil im geschlossenen Zustand relativ großflächig aneinander liegende Wandungsbereiche
auf, so daß auch ein eingedrungenes Staubkorn die Dichtwirkung nicht beeinträchtigen
kann.
[0008] Zwar sind Lippenventile an sich bereits bekannt (siehe zum Beispiel DE-OS 30 17 18)
ihre Verwendung war jedoch bislang stets auf Gasmasken,Schnorchel usw. beschränkt,
bei denen sie das einzige Ausatemventil darstellten und demgemäß für einen hohen Ausatemdruck
ausgelegt waren. Eine Verwendung für die gattungsgemäßen Halbmasken mit filtrierender
Wirkung wurde nicht in Betracht gezogen. Vielmehr wurden für diese Verwendungszwecke
das vorbenutzte, relativ komplizierte Ausatemventil entwickelt, das den erforderlichen
geringen Öffnungsdruck sicherstellen sollte.
[0009] Die Montage des erfindungsgemäßen Ausatemventils wird gemäß Anspruch 2 erleichtert,
wenn eine Dichtfläche direkt an die Wandung des Ventils angeformt wird.
[0010] Eine weitere Erleichterung der Montage ergibt sich aus der Ausgestaltung nach Anspruch
3.
[0011] Die Ausgestaltung nach Anspruch 4 und 5 verbessert die Dichtwirkung weiter, da die
Dichtflächen beim Einatmen zwangsläufig gegen die Filterwandung gepreßt werden.
[0012] Dieser Effekt wird noch durch die Anordnung des Sammelraums nach den Ansprüchen 6
und 7 verstärkt.
[0013] Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 9 wird eine weitere Absicherung gegen das Eindringen
von ungefilterter Luft beim Einatmen erreicht. Durch das Anlegen der äußeren Wandung
an den Umfang der Eintrittsöffnung wird eine zusätzliche Abdichtung erreicht, so daß
der notwendige Ausatemdruck zum Öffnen des Ventils weiter reduziert werden kann.
[0014] Die Ansprüche 9 bis 11 beschreiben besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele des
Sammelraums und seiner Abdichtung.
[0015] Von besonderem Vorteil ist die Anordnung des trichterförmigen Sammelraums, der Eintrittsöffnung
und der kuppelförmigen Auswölbung nach Anspruch 12, da dadurch die Ausatemluft gezielt
in das Ventil eigeleitet und das Öffnen des Ventils dadurch erleichtert wird.
[0016] Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 13 kann der Ausatemdruck, d.h. derjenige Druck,
bei dem der Lippenbereich öffnet, variiert bzw. auf einen äußerst geringen Wert eingestellt
werden.
[0017] Der Anspruch 14 beschreibt eine platzsparende Ausgestaltung des Ausatemventils, bei
der darüberhinaus weniger die Gefahr besteht, daß sich der Träger der Maske durch
das herabhängende Ventil gestört fühlt.
[0018] In den Ansprüchen 15 und 16 wird ein besonders bevorzugtes Verfahren zum Herstellen
des Lippenventils angegeben, mit dem auf eine einfache Weise die notwendige dünne
Wandstärke im Lippenbereich bzw., wenn gewünscht, unterschiedliche Wandstärken hergestellt
werden können.
[0019] Ein Ausführungsbeipiel der Erfindung ist anhand der Zeichnugen nachfolgend näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen filtrierenden Halbmaske,
Fig. 2 den Schnitt II/II aus Figur 1 mit einem ungeschnittenen Lippenventil,
Fig. 3 ein geschnittenes Ausatemventil entlang der Linie II/II beim Ausatmen,
Fig. 4 die Darstellung aus Fig. 3 beim Einatmen, und
Fig. 5 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Ausatemventil.
[0020] Figur 1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer filtrierenden Halbmaske 1, die
in eine an die Gesichtsform des Normalträgers angepaßte Form gebracht wurde. Die Halbmaske
1 beste ht aus einer in beiden Richtungen für die Atemluft durchlässigen aber
Schadstoffe ausfilternden Filterwandung 2 und ist mit Hilfe einer um den Hinterkopf
laufenden Bebänderung 3 vor Mund und Nase zu tragen. Die Bebänderung 3 ist mit Laschen
4 an der Halbmaske 1 angeordnet. Im Bereich des Mundes des Trägers durchragt, wie
in Figur 2 dargestellt, ein Ausatemventil 5 die Filterwandung 2 der Halbmaske 1.
[0021] Das Ventil 5 ist einstückig aus einem dünnen, flexiblen Material, wie beispielsweise
ein gummiähnlicher Kunststoff oder dergleichen, gefertigt und weist einen im wesentlichen
schlauchförmigen Lippenbereich 6 auf, der derart flachgedrückt ist, daß eine Auslaßöffnung
7 am unteren Ende des Lippenbereichs normalerweise geschlossen ist und sich nur unter
der Wirkung des Ausatemdruckes schlitz- bis kreisförmig öffnet. An dem der Auslaßöffnung
7 abgewandten Ende des Lippenbereichs 6 ist eine Eintrittsöffnung 8 vorgesehen, deren
Achse im wesentlichen senkrecht zum allgemeinen Verlauf des oberen Lippenbereichs
6 verläuft. Der Querschnitt der Eintrittsöffnung 8 ist auf den Querschnitt einer Öffnung
9 in der Filterwandung 2 abgestimmt und wird durch eine Einschnürung 10 in der Wandung
des Ventils 5 gebildet. Die Breite der Einschnürung 10 entspricht im wesentlichen
der Stärke der Filterwandung 2, so daß der Bereich um die Öffnung 9 in der Filterwandung
2 im Inneren der Einschnürung 10 aufgenommen wird. Dabei sind die Seitenbegrenzungen
der Einschnürung 10 als ringförmige Dichtflächen 10a und 10b ausgebildet, die sich
von innen und außen gegen die Filterwandung legen. Im Bereich einer oder beider Dichtflächen
kann die Wandstärke zusätzlich wulstartig erhöht sein, was die Dichtwirkung weiter
verbessert. Die Wandung des Ventils 5 erweitert sich in das Innere der Halbmaske 1
zu einem trichterförmigen Sammelraum 11. Der trichterförmige Sammelraum 11 ist direkt
vor dem Bereich des Mundes des Trägers angeordnet und leitet die Ausatemluft in Richtung
auf die Eintrittsöffnung 8. Dabei befindet sich an der der Dichtfläche 10a gegenüber
liegenden Wandung eine Druckfläche 11a, an der der Ausatemdruck angreifen und die
Dichtfläche 10a gegen die Filterwandung 2 drücken kannn. Durch ihre flexible Ausgestaltung
dehnt sich weiterhin die Wandung des Trichters 11, so daß um die Entrittsöffnung 8
radiale Zugkräfte erzeugt werden, die die Wandung fest gegen die Öffnung 9 in der
Filterwandung 2 pressen. Zwischen dem Lippenbereich 6 und der Eintrittsöffnung 8 ist
ein weiterer, etwas kleinerer Sammelraum 12 für die Ausatemluft vorgesehen. Der Sammelraum
12 ist als kuppelförmige Auswölbung ausgestaltet.
[0022] Zumindest am Übergang zum Lippenbereich 6 ist an der der kuppelförmigen Auswölbung
12 zugewandten Seite der sich um die Eintrittsöffnung 8 erstreckenden Wandung eine
wulstartige Verdickung 13 vorgesehen, an deren Oberfläche 13b die gegenüberliegende
Dichtfläche 13a der kuppelförmigen Ausnehmung 12 gezogen wird. Die Einatemrichtung
ist durch den Pfeil dargestellt. Dabei wölbt sich die kuppelförmige Auswölbung nach
innen, wobei gleichzeitig die Dichtfläche 10b der Einschnürung 10 fest gegen die Filterwandung
2 gepreßt wird. Auf diese Weise kann weder durch die Austrittsöffnung 7 noch im Bereich
der Öffnung 9 in der Filterwandung 2 ungefilterte Luft in das Innere der Maske 1 gelangen.
[0023] Die Wandungsstärke im Lippenbereich 6 ist derart gewählt, daß sich die Auslaßöffnung
7 auch bei den in der Halbmaske 1 auftretenden geringen Ausatemdrücken zuverlässig
öffnet. Wie Figur 3 zeigt, kann jedoch für die übrigen Teile der Wandung eine größere
Wandstärke gewählt werden, wenn dies aus Festigkeitsgründen erforderlich erscheint.
Der Übergang zwischen den Teile geringer Wandstärke und der größeren Wandstärke kann
kontinuierlich wie gezeichnet, oder stufenweise erfolgen. Weiterhin kann der Lippenbereich
6, wie in Figur 2 gezeigt an die Außenkontur der Filterwandung 2 angepaßt werden.
Bei der Erprobung haben sich Wandstärken von 0,3 mm im Lippenbereich in der Nähe der
Austrittsöffnung 7 bewährt, währ end für die übrigen Teile eine Wandstärke
von 0,8 mm vorgesehen wurde. Eine weitere Verringerung des notwendigen Ausatemdruckes
kann erreicht werden, indem der Lippenbereich wie Figur 5 zeigt, in Richtung auf die
Auslaßöffnung 7 schmaler wird.
[0024] Bei der Montage wird zunächst die Öffnung 9 in die Halbmaske 1 eingeformt, wobei
deren Durchmesser auf den Durchmesser der Eintrittsöffnung 8 und umgekehrt abgestimmt
werden müssen. Das Ausatemventil wird einstückig durch Tauchen einer entsprechenden
Positivform in ein Bad des verwendeten Kunststoffes hergestellt. Für den Fall, daß
im Bereich außerhalb der Lippen eine etwas größere Wandstärke gewünscht wird, als
die an den Ausatemdruck angepaßte Wandstärke im Lippenbereich, hat sich ein zweistufiges
Tauchverfahren als zweckmäßig erwiesen, bei dem diejenigen Teile, bei denen eine größere
Wandstärke gewünscht wird, entsprechend öfters in das Bad derart eingetaucht werden,
daß sich die erforderliche Anzahl von Materialschichten bis zur gewünschten Wandstärke
übereinander anlagern. Dann wird das AusatemVentil in die Öffnung der Halbmaske eingesetzt
und nach Bedarf festgeklebt.
[0025] Die Erfindung ist nicht auf das gezeichnete und beschriebene Ausführungsbeispiel
beschränkt. Insbesondere die Form der Auswölbung kann variiert werden, beispielsweise
kann statt der kuppelförmigen Auswölbung eine zylinderförmige Auswölbung vorgesehen
werden. Auch andere Formen sind denkbar, solange sichergestellt ist, daß die Auslaßöffnung
durch den Unterdruck beim Einatmen sicher geschlossen gehalten werden kann, ohne daß
der notwendige Öffnungsdruck beim Ausatmen erhöht wird. In der Öffnung in der Filterwandung
kann weiterhin eine gesonderte Dichtung vorgesehen werden, die die äußere Abdichtung
zwischen dem Ventil und der Filterwandung übernimmt.
[0026] Die Abmessungen des Ausatemventils, insbesondere die Länge und Breite des Lippenbereichs
wird in Relation zur Wandstärke auf den Ausatemdruck abgestimmt.
1. Filtrierende Halbmaske mit einer für die Ein- und Ausatemluft in beiden Richtungen
durchlässigen Filterwandung und einem in einer Öffnung in der Wandung abgedichtet
angeordneten Ausatemventil, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausatemventil (5) eine Wandung aus einem flexiblen Material mit einer in
der Öffnung (9) der Filterwandung (2) angeordneten Eintrittsöffnung (8) und eine außerhalb
der Filterwandung (2) angeordnete Auslaßöffnung (7) aufweist, die durch zwei in einem
Lippenbereich (6) aneinander anliegenden, dünnen Wandungsteilen verschließbar ist.
2. Filtrierende Halbmaske nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung mindestens eine an der Wandung des Ausatemventils (5) ange formte,
ringförmige Dichtfläche (10,11) enthält.
3. Filtrierende Halbmaske nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Wandung des Ausatemventils (5) durch die Öffnung (9) in der Filterwandung
(2) hindurcherstreckt und eine Einschnürung (10) enthält, die in die Öffnung (9) der
Filterwandung (10) einknüpfbar ist.
4. Filtrierende Halbmaske nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der sich auf den Innenseite der Filterwandung (2) erstreckende Abschnitt der
Einschnürung (10) als Dichtfläche (10a) ausgebildet ist.
5. Filtrierende Halbmaske nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der sich auf der Außenseite der Filterwandung (2) erstreckende Abschnitt der
Einschnürung (10) als Dichtfläche (10b) ausgebildet ist.
6. Filtrierende Halbmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren der Maske (1) ein Sammelraum (11) für die Ausatemluft vorgesehen
ist, der mit der Eintrittsöffnung (8) in Verbindung steht.
7. Filtrierende Halbmaske nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelraum (11) durch einen sich von der Einschnürung (10) nach innen erstreckenden,
trichterförmigen Bereich der Wandung des Ausatemventiles (5) gebildet ist.
8. Filtrierende Halbmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der der Eintrittsöffnung (8) gegenüberliegenden Wandung des Ausatemventils
(5) ein Sammelraum (12) vorgesehen ist, dessen Wandung sich durch den beim Einatmen
auftretenden Unterdruck in Richtung auf die Enitrittsöffnung (8) eingezogen wird.
9. Filtrierende Halbmaske nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelraum als kuppelförmige Auswölbung der Wandung des Ausatemventils (5)
ausgebildet ist.
10. Filtrierende Halbmaske nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß Dichtflächen (13a, 13b) vorgesehen sind, die bei eingezogener Wandung des Sammelraums
(12) beim Einatmen aneinander anliegen.
11. Filtrierende Halbmaske nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Dichtflächen (13b) an einer in Richtung auf die andere Dichtfläche
(13a) vorstehenden, wulstartigen Verdickung (13) angeordnet ist.
12. Filtrierende Halbmaske nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der trichterförmige Sammelraum (10) im Bereich des Mundes des Trägers angeordnet
ist, wobei seine Mittellinie im wesentlichen fluchtend mit der Mitellinie der Eintrittsöffnung
(8) und der kuppelförmigen Auswölbung (12) ausgerichtet ist.
13. Filtrierende Halbmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausatemventil (5) in dem an der Auslaßöffnung (7) anliegenden Lippenbereich
(6) eine verringerte Wandstärke aufweist.
14. Filtrierende Halbmaske nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Lippenbereich (6) bezüglich der Mittellinie der Eintrittsöf
fnung (8) nach unten verläuft und der Kontur der Filterwandung (2) im wesentlichen
folgt.
15. Verfahren zum Herstellen eines Ausatemventils für eine filtrierende Halbmaske
nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Positivform des von der Wandung des Ausatemventils umschlossenen Innenraums
in ein Bad aus flüssigem Gummi-oder Kuststoffmaterial getaucht wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Positivform im Lippenbereich mit einer geringeren Anzahl von Tauchgängen
eingetaucht wird als in den verbleibenden Bereichen.