Fraunhofer-Gesellschaft zur Forderung der angewandten Forschung e.V.

Atemschutzmaske mit Mikrofon

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Atemschutzmaske, in deren Innenmaske ein Mikrofon angeordnet ist. Das Mikrofon ist so angebracht, dass Atemgeräusche möglichst gut unterdrückt werden, das zu übertragende Signal - die menschliche Stimme - aber dennoch deutlich erfasst wird.

Stand der Technik und technologischer Hintergrund

Eine Atemschutzmaske mit einer Mund und Nase abdeckenden Innenmaske ist aus der DE 26 43 853 B2 bekannt. Solche Atemschutzmasken verbinden den Maskenträger mit einem Atemschutzgerät, wie z.B. einem Filtereinsatz oder einem Kreislaufgerät. Atemschutzmasken, bei denen die Einatemluft über ein als Rückschlagventil ausgebildetes erstes Einatemventil zunächst in einen außerhalb der Innenmaske gelegenen äußeren Maskenraum und dann über wenigstens ein als Rückschlagventil ausgebildetes zweites Einatemventil geführt wird, werden als Spülmasken bezeichnet. Die Ausatemluft wird dabei aus der Innenmaske direkt über ein als Rückschlagventil ausgebildetes Ausatemventil nach außen geleitet. In einer solchen Spülungsmaske sind für die Führung der Einatem- und Ausatemluft demnach getrennte Wege vorhanden. Das erste Einatemventil, das in den äußeren Maskenraum führt, ist oberhalb einer dem Innenmaskenraum zugeordneten Sprechöffnung angeordnet, welche gegenüber dem Mund zu liegen kommt. Die Sprechöffnung ist auf ihrer dem Innenmaskenraum zugewandten Seite von einer Sprechmembran bedeckt. Beim Sprechen des Maskenträgers wird die Sprachmembran in Schwingungen versetzt, wodurch die Sprache nach

außen übertragen wird. Bei lauten Umgebungsgeräuschen oder größeren Entfernungen zum Empfänger ist mit so einer Sprechmembran jedoch keine Verständigung mehr möglich. Bei aufgesetzter Atemschutzmaske strömt angesaugte Einatemluft über das erste Einatemventil oberhalb der Sprechöffnung in den äußeren Maskenraum und wird von dort, gezwungen durch die Gestaltung der Innenmaske, an einem Maskenfenster vorbei durch wenigstens das zweite Einatemventil in die Innenmaske geführt. Dort strömt sie zu den Atemwegen des Maskenträgers. Die Ausatmung erfolgt durch das im Kinnbereich der Maske vorgesehene Ausatemventil nach außen. Diese Art der Atemluftführung ist mit starker Geräuschentwicklung verbunden, welche auf die Sprachwiedergabe einen nachteiligen Einfluss hat. Heutzutage wird es jedoch angestrebt, solche Atemschutzmasken mit Mikrofon zu versehen, damit sich der Maskenträger im Einsatz auch über größere Entfernungen mit anderen Personen, einer Einsatzzentrale oder dergleichen verständigen kann. In diesem Fall ist die Atemgeräuschentwicklung für die Sprachwiedergabe äußerst nachteilig.

Aus DE 695 18 582 T2 ist eine Atemschutzmaske bekannt, bei der die Eliminierung der Atemgeräusche durch elektronische Subtraktion zweier Mikrofonsignale erreicht wird. Dabei ist das eine Mikrofon direkt auf den Mund des Maskenträgers gerichtet, während das andere Mikrofon orthogonal zum ersten Mikrofon, direkt in Richtung der Atemgeräusche (z.B. der Nase) zielt. Beide Mikrofone sind an einem Mikrofonhalter befestigt, der die Sprechmembran von gewöhnlichen Atemschutzmasken ersetzt und gegenüber dem Mund angebracht ist.

Bei bestimmungsgemäßen Gebrauch kommen oben beschriebene Atemschutzmasken in Kontakt mit Schweiß, Feuchtigkeit, Chemikalien und stellen somit einen potentiellen Bakterienüberträger dar. Deshalb müssen sie in regelmäßigen Abständen vollkommen gereinigt werden. Dazu muss die Atemschutzmaske komplett in Einzelteile zerlegt werden können, und sämtliche Einzelteile im Ultraschallbad/mit Lösungsmitteln gereinigt werden können. Bei der Realisierungsmöglichkeit nach DE 695 18 582 T2 erweisen sich die beiden Mikrofone und die komplizierte Elektronik bei der Reinigung als äußerst nachteilig. Heutzutage sind wenige Millimeter große und einfach zu reinigende, stecknadelkopfgrosse Mikrofone bereits kommerziell erhältlich. Die Verwendung eines solchen einzelnen Mikrofons an einer geeigneten Stelle in der Innenmaske ist wesentlich vorteilhafter.

Nach einer weiteren Realisierungsmöglichkeit nach dem Stand der

Technik wird eine Atemschutzmaske mit einem getrennten Headset

(Sprechgarnitur) benutzt. Mikrofon (Sender) und Kopfhörer

(Empfänger) sind beide am Headset in Nähe des Ohrs, also weit vom Mund entfernt, wo das zu übertragende Signal erzeugt wird, angebracht. Dies hat bei lauten Außengeräuschen den Nachteil, dass man sehr laut sprechen muss, um gegenseitige Kommunikation zu ermöglichen, was den Maskenträger jedoch mehr belastet als es ihn entlastet.

Ein weiterer Nachteil einer Ausführungsform nach dem Stand der Technik ist folgender: Durch die zentrische Herausführung des Mikrofonkabels wird der Maskenträger oft in seiner Bewegungsfreiheit behindert. Bei harter Arbeit in giftigen Atmosphären ist dies ein schwerwiegender Nachteil.

Aufgabenstellung

Aufgabe der vorliegender Erfindung ist es, eine mit einem Mikrofon bestückte Atemschutzmaske bereitzustellen, die die geschilderten Nachteile des Standes der Technik überwindet. Die

Atemschutzmaske sollte auch in schwierigen, unwegbaren und lauten Situationen mit einfachen Mitteln eine sichere und zuverlässige Verständigung ermöglichen und somit den Maskenträger in einem großen Maße entlasten.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, die Reinigung einer solches Atemschutzmaske mit Mikrofon zu erleichtern. Des weiteren soll die Erfindung eine zusätzliche Behinderung des Maskenträgers durch herabhängende Kabel verhindern.

Erfindungsgemäße Lösung

Diese Aufgabe wird durch eine Atemschutzmaske nach Anspruch 1 gelöst .

Erfindungsgemäß verfügt die Atemschutzmaske über eine Außenmaske und eine Innenmaske zum Abdecken von Mund und Nase, wobei die Innenmaske wenigstens ein Einatemventil, eine Auslassöffnung und wenigstens ein an einer Innenseite der Innenmaske angeordnetes Mikrofon aufweist, wobei die Innenmaske einen ersten Bereich umfasst, der beim bestimmungsgemäßen Gebrauch dem Mund des Maskenträgers direkt gegenüber angeordnet ist; und wenigstens einen zweiten Bereich umfasst, der benachbart zum ersten Bereich angeordnet ist, wobei das Mikrofon im zweiten Bereich der Innenmaske angeordnet ist.

Das Problem der lauten Atemgeräusche kann mit Hilfe nur eines Mikrofons durch geeignete Wahl der Mikrofonposition innerhalb der Innenmaske gelöst werden. Erfindungsgemäß wird die Mikrofonkapsel an einer Stelle im Innenmaskenraum angebracht, wo durch die Atmung lediglich geringe Luftzirkulation stattfindet. Erfindungsgemäß soll dies dezentral sein, d.h. es sollte nicht in der Symmetrieebene der Gasmaske liegen. Erfindungsgemäß werden die Verbindungskabel durch die Maskenwand gasdicht herausgeführt. Solche Durchführungen können heutzutage durch Klebe- und Schweißverfahren bewerkstelligt werden.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist die Realisierung einer zuverlässigen Verständigung, welche dadurch erreicht wird, dass das Mikrofon im zweiten Bereich angebracht ist, welcher sich auf der Innenmaske und in einem ersten Winkel OC zwischen 30° bis 100°, vorzugsweise 50° und 80°, von einer ersten Achse, welche durch einen ersten Punkt M, der bei bestimmungsgemäßen Gebrauch der Atemschutzmaske der Punkt auf der Symmetrieebene der Atemschutzmaske zwischen den Lippen des Maskenträgers ist, und eine von einem Maskenträger wegzeigende Oberflächennormale einer durch die Sprechmembran geformten Ebene definiert ist, befindet, wobei der Bezugspunkt der Drehung der erste Punkt M ist.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ist das Mikrofon mindestens um einen zweiten Winkel ß von der Symmetrieebene der Atemschutzmaske entfernt, wobei der zweiten Winkel ß derjenige Winkel ist, um den man mindestens um die erste Achse drehen muss, damit das Mikrofon in der Symmetrieebene der Atemschutzmaske zum liegen kommt, wobei der zweite Winkel größer als 5°, vorzugsweise 15° ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung der Erfindung ist eine Atemschutzmaske, bei der das Mikrofon an ein Sende- Empfangsgerät, welches an oder innerhalb der Atemschutzmaske angebracht ist und ein zu übertragendes Sprachsignal drahtlos an einen Empfänger sendet, anschließbar ist. Eine solche Lösung ist für den Maskenträger sehr angenehm und entlastend, da er sich nun nicht mehr auf von der Maske auf den Boden herunterhängende Kabel, die Stolperfallen darstellen können, achten muss.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Figuren zumindest teilweise dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Explosionszeichnung einer erfindungsgemäßen Atemschutzmaske . Fig. 2 eine schematische Zeichnung der Innenmaske, welche die erfindungsgemäß definierten ersten und zweiten Bereiche verdeutlicht . Fig. 3 Seitenansicht eines Maskenträgers zur Definition des ersten Winkels OC. Fig. 4 Frontansicht eines Maskenträgers zur Definition des zweiten Winkels ß.

Wie in Fig. 1 zu ersehen besteht die erfindungsgemäße Atemschutzmaske 1 aus einer Außenmaske 2 und herauslösbarer bzw. herausnehmbarer Innenmaske 3. Die Atemschutzmaske 1 verfügt über wenigstens ein Einatemventil 4 sowie eine in Fig. 1 nur verdeckt angedeutete Auslassöffnung 5. An der Innenseite der Innenmaske 3 ist ein Mikrofon 6 angebracht. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltungsmöglichkeit der vorliegenden Erfindung kann an das Mikrofon 6 ein Sender angeschlossen werden, welcher das zu verarbeitende Signal drahtlos an einen Funkempfänger weitersendet. Um Atemgeräusche möglichst gut zu unterdrücken,

ist das Mikrofon 6 dort angeordnet, wo keine starke Atemluftströmung vorhanden ist, aber das zu übertragende Signal - die menschliche Stimme - dennoch deutlich erfasst wird. Die vorliegende Atemschutzmaske 1 besitzt eine Achse 7, von der aus der Winkel OC gemessen wird, wobei der Drehpunkt M im Mund eines Maskenträgers 10 liegt.

Fig. 2 veranschaulicht die in Patentanspruch 2 definierten ersten und zweiten Bereiche 8,8a und 8b. Bereich 8 ist der erste Bereich, der dem Mund des Maskenträgers direkt gegenüberliegt und bei dem ein dort angebrachtes Mikrofon starke Atemgeräusche aufnehmen würde. Bereich 8a und 8b sind symmetrisch zur Symmetrieachse S der Atemschutzmaske 1 gelegen und weisen einen Winkelabstand ß zur Symmetrieebene S von mindestens 5° auf. Ein erfindungsgemäß angebrachtes Mikrofon 6 liegt in einem solchen Bereich. Der Vorteil dieser Position ist, dass man in diesem Bereich weniger Atemluftströmungen als im zentralen ersten Bereich 8 hat, und somit ein deutliches Sprachsignal aufnehmen kann .

In Fig. 3 ist eine Ansicht eines Maskenträgers 10 im Profil zu erkennen. Dargestellt ist ein Maskenträger 10, der eine Innenmaske 3 trägt mit darin vorhandenem Einatemventil 4. Eingezeichnet ist eine vom Maskenträger 10 wegzeigende Oberflächennormale der durch die Sprechmembran 9 definierten Ebene. Vom ersten Punkt M, welcher sich in der Symmetrieebene S der Atemschutzmaske 1 zwischen den Lippen des Maskenträgers 10 befindet, konstruiert man die erste Achse 7, indem man von dort aus mit der Richtung der Oberflächennormale zeichnet. Von dieser Achse aus wird der Winkel OC gemessen. Das Mikrofon 6 befindet sich erfindungsgemäß auf der Innenmaske 3, wobei der Winkel OC im Bereich zwischen 30° und 100° liegt. Da der Winkel OC in keiner bestimmten Ebene liegen muss, hat man eine 360°

Rotationsfreiheit um die Achse 7. Somit kann bei festen Winkel OC das Mikrofon 6 auf einem Kegelschnitt des Winkelkegels mit öffnungswinkel OC und der durch die Sprechmembran 9 definierten Ebene liegen.

Fig. 4 zeigt eine Frontansicht eines Maskenträgers 10. Dabei steht die Oberflächennormale der Sprechmembran 9 senkrecht auf der Zeichenebene, so dass die erste Achse 7 vom Punkt M ausgehend, orthogonal aus der Zeichenebene herauskommt. Des weiteren ist die Innenmaske 3, der erste Punkt M, die Sprechmembran 9 und die Symmetrieebene S der Atemschutzmaske 1 eingezeichnet, wobei angenommen wurde, dass die Symmetrieebene S der Atemschutzmaske 1 mit derjenigen eines Kopfes eines Maskenträgers 10 übereinstimmt. Der Winkel ß wird vom ersten Punkt M aus gesehen in der Zeichenebene zwischen Mikrofonposition und der Symmetrieebene S gemessen. Durch die Angabe eines Winkels ß wird vermieden, dass das Mikrofon 6 nahe der Symmetrieebene S der Atemschutzmaske 1 sitzt, wo eine Mikrofonaufnahme starke Atemgeräusche aufweist.

Bezugszeichenliste

1 Atemschutzmaske

2 Außenmaske

3 Innenmaske

4 Einatemventil

5 Auslassöffnung

6 Mikrofon

7 erste Achse

8 erster Bereich 8a, b zweiter Bereich

9 Sprechmembran

10 Maskenträger

OC erster Winkel: Winkel zwischen Achse 7 und der Verbindungslinie zwischen erstem Punkt M und der Position des Mikrofons. ß zweiter Winkel: derjenige Winkel, um den man mindestens um die erste Achse 7 drehen muss, damit das Mikrofon 6 in der Symmetrieebene der Atemschutzmaske 1 zum liegen kommt.

M erster Punkt

S Symmetrieebene der Atemschutzmaske