DE102005034143A1

DE102005034143A1 - Gesichtsaufstandsstruktur, insbesondere Stirnpolster für eine Atemmaskeneinrichtung

Info

Publication number: DE102005034143A1
Application number: DE102005034143A
Authority: DE
Inventors: Johann S. Burz; Achim Biener; Bernd Lang
Original assignee: MAP Medizin Technologie GmbH
Current assignee: Resmed Pty Ltd
Priority date: 2005-07-19
Filing date: 2005-07-19
Publication date: 2007-01-25
Also published as: WO2007009779A1; US9272112B2; US20130152939A1; US20090044806A1; US8393325B2

Abstract

Die Erfindung richtet sich auf eine Gesichtsaufstandsstruktur, insbesondere ein Stirnpolster für eine Atemmaskeneinrichtung. Atemmaskenanordnungen finden insbesondere Anwendung zur Verabreichung eines atembaren Gasgemisches, z. B. Umgebungsluft auf einem über dem Umgebungsdruck liegenden Druckniveau. Eine Zufuhr des Atemgases auf einem über dem Umgebungsdruck liegenden Druckniveau kann beispielsweise der Durchführung einer so genannten CPAP-Therapie zur Behandlung schlagbezogener Atmungsstörungen dienen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Lösungen anzugeben, die es ermöglichen, eine Stirnpolstereinrichtung zu schaffen, die sich durch einen besonders hohen Tragekomfort auszeichnet und die auch unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten hinreichend effizient und kostengünstig herstellbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Stirnpolster für eine Atemmaske mit einem im wesentlichen formsteifen ersten Schalenelement und einem mit diesem gekoppelten elastomeren zweiten Schalenelement, das als solches eine zur Kontaktierung einer Aufstandsfläche eines Anwenders vorgesehene Kontaktzone aufweist, sowie einem Füllmaterialaufnahmeraum, der sich innerhalb einer durch die beiden Schalenelemente gebildeten Kammer befindet.

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Gesichtsaufstandsstruktur, insbesondere ein Stirnpolster für eine Atemmaskeneinrichtung.
Atemmaskeneinrichtungen finden insbesondere Anwendung zur Verabreichung eines atembaren Gasgemisches, z.B. Umgebungsluft auf einem über dem Umgebungsdruck liegenden Druckniveau. Eine Zufuhr des Atemgases auf einem über dem Umgebungsdruck liegenden Druckniveau kann beispielsweise der Durchführung einer sogenannten CPAP-Therapie zur Behandlung schlagbezogener Atmungsstörungen dienen.

Aus der auf die Anmelderin zurückgehenden internationalen Patentanmeldung PCT/EP02/11798 ist eine Atemmaskeneinrichtung zur Verabreichung eines atembaren Gases an einen Anwender bekannt. Durch diese Atemmaskeneinrichtung wird es möglich, im Zusammenspiel mit der Gesichtsfläche eines Maskenanwenders einen Atemmaskeninnenraum gegenüber der Umgebung abzudichten. Derartige Atemmasken finden insbesondere Anwendung im Zusammenhang mit der medizinischen oder therapeutischen Verabreichung von atembaren Gasen sowie auch im technischen Bereich, zum Beispiel im Bereich der Atemschutztechnik. Üblicherweise wird bei diesen Atemmasken die Abdichtung zur Gesichtsfläche des Atemmaskenanwenders durch eine, um eine Maskenöffnung einwärts gerichtet umlaufende, auf der Gesichtsfläche aufsitzende und aus einem elastisch verformbaren Material gefertigte Dichtlippenstruktur erreicht. Um die Atemmaskeneinrichtung in Applikationsposition zu halten, wird üblicherweise eine Kopfbandeinrichtung verwendet, die um den Hinterkopfbereich des Anwenders herumgeführt ist und die Atemmaskeneinrichtung gegen die Gesichtsfläche des Anwenders drängt. Die Atemmaskeneinrichtung kann ein Stirnpolster umfassen, durch welches eine Abstützung der Atemmaskeneinrichtung in einem oberhalb der Nasenwurzel des Anwenders liegenden Bereich ermöglicht wird. Die mit derartigen Atemmaskeneinrichtungen mit derartigen Dichtlippen erreichte Dichtwirkung nimmt allgemein mit dem Anpressdruck gegen die Gesichtsfläche zu. Im Falle hoher Anpressdrücke kann insbesondere die Langzeitanwendung derartiger Atemmasken Unannehmlichkeiten bereiten und im Bereich der Kontaktzonen Druckstellen verursachen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde Lösungen anzugeben, die es ermöglichen, eine Stirnpolstereinrichtung zu schaffen, die sich durch einen besonders hohen Tragekomfort auszeichnet und die auch unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten hinreichend effizient und kostengünstig herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Stirnpolster für eine Atemmaske mit einem im wesentlichen formsteifen ersten Wandungselement und einem mit diesem gekoppelten elastomeren zweiten Wandungselement das als solches eine zur Kontaktierung einer Aufstandsfläche eines Anwenders vorgesehene Kontaktzone aufweist, und einem Füllmaterialaufnahmeraum der sich innerhalb einer durch die beiden Wandungselemente gebildeten Kammer befindet.

Dadurch wird es möglich, ein Stirnpolster für eine Atemmaske zu schaffen, das eine Übertragung der gegebenenfalls auf die Stirnauflageeinrichtung wirkenden Kräfte unter einer vorteilhaften Flächenfressungsverteilung ermöglicht.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das zweite Wandungselement zunächst durch Anspritzen, oder Anformen eines Elastomermateriales an das erste Wandungselement gebildet. Dieses Anspritzen erfolgt vorzugsweise innerhalb eines Formwerkzeuges, durch welches zunächst das erste Wandungselement gefertigt ist. Zur Bereitstellung des zur Bildung des zweiten Wandungselementes erforderlichen Formraumes wird ein Abschnitt des Formwerkzeuges entfernt und durch ein hinsichtlich der Freilassung des zur Gestaltung des zweiten Wandungselementes vorgesehenen Formraumes gestalteten Formwerkzeug ersetzt. In diesen nun gebildeten Formraum wird das zur Bildung des zweiten Wandungselementes vorgesehene Elastomermaterial eingebracht, insbesondere eingespritzt. Im Rahmen dieses Spritzschrittes können mehrere weitere Komponenten der Atemmaskeneinrichtung in entsprechend bereitgestellten erweiterten Formraumabschnitten geformt, insbesondere angespritzt werden.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Füllmaterialaufnahmeraum durch Ablösen des zweiten Wandungselementes von dem ersten Wandungselement gebildet. Dieser Füllmaterialaufnahmeraum kann mit einem viskosen Medium, insbesondere mit einem Gel-Material, beispielsweise Silikon-Gel befüllt werden. Das erste Wandungselement und das zweite Wandungselement sind gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung abschnittsweise miteinander über Haft-Verbindungszonen gekoppelt. Diese Haft-Verbindungszonen können durch gezielte Behandlung definierter Bereiche des ersten Wandungselementes, insbesondere durch eine Korona- oder Plasmabehandlung generiert werden. Es ist auch möglich, die Haft-Verbindungszone durch anderweitige Behandlung des ersten Wandungselementes, insbesondere durch Auftrag von Haft-Vermittlern zu generieren.

Das Stirnpolster kann so gestaltet sein, dass dieses bei Betrachtung aus einer zur Hauptauflagefläche im wesentlichen senkrechten Blickrichtung einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt bzw. Grundriss aufweist.

Das Stirnpolster kann auch einen polygonalen oder insbesondere nierenförmigen Grundriss aufweisen und in eine entsprechende Stirnhaltereinrichtung so integriert sein, dass sich dieses in Applikationsposition in einem über den Augenbrauen des Anwenders liegenden Stirnbereich abstützt.

Das erste Wandungselement ist vorzugsweise aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial gefertigt. Die Materialeigenschaften dieses Kunststoffmateriales sind vorzugsweise so gewählt, dass die Ablösung des Elastomermateriales des zweiten Wandungselementes vorzugsweise ohne Zugabe von Trennmitteln erreicht wird. Weiterhin ist dieses zur Bildung des ersten Wandungselementes vorgesehene Kunststoffmaterial so gewählt, dass die Haft-Zone zuverlässig durch entsprechende Behandlung, insbesondere Korona- oder Plasmabehandlung erreicht werden kann.

Das erste Wandungselement kann auch integralen Bestandteil eines Strukturbauteils einer Stirnauflageeinrichtung der Atemmaske bilden. Insbesondere kann das erste Wandungselement Teil einer Stirnabstützplatte bilden. Das erste Wandungselement kann auch so ausgebildet sein, dass die unter Einschluss desselben gebildete Stirnauflageeinrichtung leicht auswechselbar mit der Stirnabstützeinrichtung koppelbar ist. Hierzu ist das erste Wandungselement vorzugsweise mit Befestigungsmitteln, beispielsweise einer Gewinde- oder Bajonettverbindungsstruktur versehen.

Es ist möglich, unter Verwendung des Elastomermateriales auch weitere Funktionsabschnitte des Stirnpolsters, insbesondere einen Gelenkzapfen zu realisieren, über welchen das Stirnpolster an der Atemmaskeneinrichtung befestigbar ist.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:
1a eine vereinfachte Schnittansicht zur Erläuterung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Stirnpolsters in einem noch unbefüllten Zustand,
1b eine Skizze zur Veranschaulichung des Aufbaus eines befüllten, und aus der Struktur gemäß 1a gebildeten Stirnpolsters,
2 eine Skizze zur Veranschaulichung des Aufbaus eines Stirnpolsters, dessen Kontaktzone durch mehrere Sicken gegliedert ist,
3 eine perspektivische Skizze zur Veranschaulichung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Stirnpolsters mit im wesentlichen kreisförmigem Grundriss,
4 eine Skizze zur Veranschaulichung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Stirnpolsters mit im wesentlichen nierenförmigem Grundriss.
In 1 ist ein Vorzustand eines erfindungsgemäßen Stirnpolsters für eine Atemmaske dargestellt. Dieses Stirnpolster umfasst ein im wesentlichen formsteifes, aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial, oder einem Metallmaterial gefertigtes erstes Wandungselement 1 und ein mit diesem gekoppeltes, elastomeres zweites Wandungselement 2. Dieses zweite Wandungselement 2 bildet in dem in 1b gezeigten Zustand eine zur Kontaktierung der Stirnfläche S eines Anwenders vorgesehene Kontaktzone 3. Das in den 1a und 1b gezeigte Stirnpolster umfasst weiterhin Befestigungsstrukturen 4, über welche das Stirnpolster an einer Stirnabstützeinrichtung einer Atemmaske angebracht werden kann. Es ist auch möglich, das erste Wandungselement 1 als Bestandteil jener Stirnabstützeinrichtung auszuführen.
Das in 1a gezeigte zweite Wandungselement 2 ist durch Anspritzen eines Elastomermateriales, insbesondere LSR an das erste Wandungselement 1 gebildet. Der in 1b erkennbare, zur Aufnahme eines Füllmateriales vorgesehene Füllmaterialaufnahmeraum GA ist durch Ablösen des zweiten Wandungselementes 2 von dem ersten Wandungselement gebildet. Dieses Ablösen wird ermöglicht, indem die Oberflächeneigenschaften des ersten Wandungselementes 1 so gewählt sind, dass sich in dem, eine Ablösung erfordernden Flächenbereich keine Haft-Verbindung zwischen dem Elastomermaterial und dem ersten Wandungselement 1 ergibt. In einem Außenumfangsbereich des ersten Wandungselementes 1 ist dieses derart behandelt, dass hier eine definierte Haft-Verbindungszone Z entsteht. In diese Haft-Verbindungszone kann durch Korona- oder Plasmabehandlung generiert werden. Es ist auch möglich, diese Haft-Verbindungszone durch Aufbringen eines Haft-Vermittlers zu erzeugen.
Der Füllmaterialaufnahmeraum ist vorzugsweise mit einem viskosen Medium, insbesondere einem gallert- oder gel-artigen Medium, z.B. teilvernetztem Silikon-Kautschuk befüllt. Es ist auch möglich, den Füllmaterialaufnahmeraum GA mit einem gasförmigen Medium oder einem relativ dünnflüssigen Medium, z.B. Wasser zu befüllen.
In 2 ist eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Stirnpolsters gezeigt. Bei dieser Variante ist das erste Wandungselement 1 mit Stegen 4, 5 versehen, durch welche der Gel-Aufnahmeraum GA (1b) partitioniert wird. Zudem werden durch die Stege 4, 5 zusätzliche Haft-Verbindungsstellen generiert, die ein übermäßiges Abheben des zweiten Wandungselementes 2 von dem ersten Wandungselement 1 verhindern. Die Stege 4, 5 können so dimensioniert sein, dass durch diese im Bereich der Gesichtskontaktzone 3 kleine Rinnen 6 entstehen, die eine Belüftung der Auflagefläche der Kontaktzone 3 auf der Stirnfläche des Anwenders ermöglicht.
In 3 ist beispielhaft eine Variante eines erfindungsgemäßen Stirnpolsters mit einem im wesentlichen kreisförmigen Grundriss dargestellt. Das Stirnpolster kann derart mit einem Füllmaterial, insbesondere Gel befüllt sein, dass ein Außenumfangsbereich des zweiten Wandungselementes 2 wulstartig den Umfangsrand des ersten Wandungselementes 1 umsäumt. Auf einer der Gesichtskontaktzone 3 abgewandten Seite des Stirnpolsters ist ein Befestigungszapfen 7 vorgesehen, über welchen das Stirnpolster an einer entsprechenden Struktur einer Atemmaskeneinrichtung fixierbar ist. Es ist möglich, diesen Zapfen 7 so auszubilden, dass über diesen ein Füllkanal bereitgestellt wird, durch welchen der Füllmaterialaufnahmeraum GA (1b, 2) befüllt werden kann.
In 4 ist eine Variante des erfindungsgemäßen Stirnpolsters dargestellt, das als solches einen im wesentlichen nierenförmigen Grundriss aufweist. Zur Erreichung dieses nierenförmigen Grundrisses ist das erste Wandungselement 1 und das zunächst an dieses angespritzte zweite Wandungselement 2 entsprechend ausgebildet. Durch Befüllung des zwischen den beiden Wandungselementen 9, 2 gebildeten Füllmaterialaufnahmeraumes wird es möglich, das zweite Wandungselement 2 so zu blähen, dass dieses ähnlich wie bei der Variante nach 3 einen das erste Wandungselement 1 radial überkragenden, relativ weichen Wulstabschnitt bildet.
Es ist möglich, durch besondere Abstimmung der lokalen Wanddicken des zweiten Wandungselementes das Kraftübertragungsverhalten, insbesondere den Flächenpressungsabbau zum Rand der Gesichtskontaktzone hin zu beeinflussen.
Die Erfindung ist nicht auf die vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist das erfindungsgemäße Konzept nicht auf Stirnpolster für Atemmasken beschränkt. Es eignet sich insbesondere auch für die Realisierung von Gesichtsaufstandsstrukturen wie sie beispielsweise bei Brillen Anwendung finden.
Die Herstellung des erfindungsgemäßen Stirnpolsters bzw. einer entsprechenden Gesichtsaufstandsstruktur kann weitgehend vollautomatisiert durch mehrteilige Werkzeuge erfolgen. Beispielsweise ist es möglich, für die Herstellung des ersten Wandungselementes ein mehrteiliges Formwerkzeug zu verwenden, das zunächst nur den zur Bildung des ersten Wandungselementes 1 erforderlichen Formraum bereitstellt. Nach Aushärten des in diesen Formraum eingebrachten Kunststoffmateriales wird das Formwerkzeug geöffnet und durch ein neues Werkzeugsegment verschlossen, das als solches im Zusammenspiel mit der verbleibenden Werkzeugkomponente und dem ersten Wandungselement einen Formraum definiert, wie er zur Bildung des zweiten Wandungselementes 2 erforderlich ist. Dieser Formraum wird nunmehr mit einem elastomeren Kunststoffmaterial, insbesondere LSR befüllt. Nach Aushärten dieses zweiten Kunststoffmateriales kann Ober einen in dem ersten Wandungselement 1 ausgebildeten Kanal ein viskoses Medium, insbesondere Silikon-Gel in einen zwischen dem zweiten Wandungselement 2 und dem ersten Wandungselement 1 definierten Grenzbereich eingebracht werden. Durch sukzessives Einbringen des entsprechenden Füllmateriales wird das zweite Wandungselement 2 von dem ersten Wandungselement 1 abgehoben und bildet hierbei ein Gel-Polster. Der Einfüllkanal zur Einbringung des Gel-Materiales kann ebenfalls automatisiert verschlossen werden.

Claims

Stirnpolster für eine Atemmaske mit einem im wesentlichen formsteifen ersten Wandungselement und einem mit diesem gekoppelten elastomeren zweiten Wandungselement das als solches eine zur Kontaktierung einer Aufstandsfläche eines Anwenders vorgesehene Kontaktzone aufweist, einem Füllmaterialaufnahmeraum der sich innerhalb einer durch die beiden Wandungselemente gebildeten Kammer befindet.
Stirnpolster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Wandungselement durch Anspritzen eines Elastomermateriales an das erste Wandungselement gebildet ist.
Stirnpolster nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllmaterialaufnahmeraum durch Ablösen des zweiten Wandungselementes von dem ersten Wandungselement gebildet ist.
Stirnpolster nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllmaterialaufnahmeraum mit einem Gelmaterial befüllt ist.
Stirnpolster nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Wandungselement und das zweite Wandungselement abschnittsweise miteinander über eins Haftverbindungszone miteinander gekoppelt sind.
Stirnpolster nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftverbindungszone durch Corona- oder Plasmabehandlung definierter Bereiche des ersten Wandungselementes gebildet ist.
Stirnpolster nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Stirnpolster einen im wesentlichen kreisförmigen Grundriss aufweist.
Stirnpolster nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Stirnpolster einen polygonalen oder nierenförmigen Grundriss aufweist.
Stirnpolster nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Wandungselement aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial gefertigt ist.
Stirnpolster nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Wandungselement Teil einer Stirnabstützplatte bildet.
Stirnpolster nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Wandungselement mit Befestigungsmitteln versehen ist, zur Ankoppelung desselben an einer Stirnauflageeinrichtung.
Atemmaske zur Verabreichung eines atembaren Gases auf einem zumindest phasenweise über dem Umgebungsdruck liegenden Druckniveau mit einer zum Aufsitzen auf einem Gesichtsflächenabschnitt vorgesehenen Gesichtsaufstandsstruktur die als solche einen zur Kontaktierung jenes Gesichtsflächenabschnitts vorgesehene und durch eine elastomere Wandung gebildete Kontaktfläche aufweist, wobei sich auf einer der Kontaktfläche abgewandten Seite der Wandung ein Füllmaterialaufnahmeraum befindet, der sich zwischen jener elastomeren Wandung und einer Gegenflächenstruktur erstreckt, wobei die elastomere Wandung als zunächst an die Gegenflächenstruktur angeformte und nachfolgend von dieser abgehobene Wandung gefertigt ist.
Atemmaske nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesichtsaufstandsstruktur ein Stirnpolster bildet.
Atemmaske nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesichtsaufstandsstruktur Bestandteil einer Dichtlippeneinrichtung bildet.