Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gesichtsschutz mit einem transparenten Schutzschild gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1.
Gesichtsschutze umfassen in der Regel eine durchsichtige Schutzscheibe in Form eines Schutzschildes oder Schutzschirms, welche an einem Helm klappbar befestigt ist oder als Maske getragen werden kann. Es sind auch Schutzschilde bekannt, die in der Hand getragen werden können. Solche Schutzschilde oder -schirme sind dem Fachmann für die verschiedensten Einsatzgebiete bekannt, insbesondere für Feuerwehr- oder Polizeieinsätze, für das Baugewerbe oder für die chemische Industrie. Im Allgemeinen werden von diesen Schutzschilden Schlag- und Abriebfestigkeit sowie Säure- und Chemikalienbeständigkeit gefordert.
Derartige transparente Schutzschilde sind allerdings für Schweisser nicht geeignet, da ein den geltenden Normen entsprechender optischer Schutz für die Augen gegen die während des Schweissens auftretende hohe Lichtintensität mit grossen Anteilen an UV- und IR-Strahlung nicht gegeben ist.
Daher umfassen die in der Schweiss- und Schneidbrennertechnik verwendeten Gesichtsmasken einen opaken Maskenteil mit einer transparenten Blendschutzvorrichtung, welche entweder aus passiven Dunkelgläsern besteht oder, wie in der US-4 071 912 und US-5 315 099 beschrieben, mit aktiven Schutzgläsern ausgerüstet ist. Solche aktive Schutzgläser resp. Lichtfilteranordnungen umfassen in der Regel mindestens ein Polarisator-Analysator-System und sind mit weiteren Filterelementen, insbesondere UV- und IR-Sperrfiltern, ausgerüstet. Blendschutzvorrichtungen mit aktiven Elementen, wie z.B. Flüssigkristallzellen oder anderen elektro-optischen Bauelementen, umfassen weiterhin mehr oder weniger ausgeklügelte elektronische Steuerungen, Sensoranordnungen, Regeleinrichtungen und Spannungsversorgungsschaltungen, um den Anforderungen an die spezifische Verwendung gerecht zu werden.
So dunkeln die bei Abwesenheit des intensiven Schweisslichtbogens verhältnismässig klaren aktiven optischen Systeme beim beginnenden Schweissprozess automatisch ab. Dieses Abstimmen der Transparenz der aktiven optischen Systeme auf den tatsächlich erforderlichen Blendschutz erlaubt es, den Gesichtsschutz konstant zu tragen, d.h. auch vor und nach einem tatsächlichen Schweissvorgang. Die Praxis zeigt allerdings, dass das Gesamtgewicht derartiger Schutzmasken unerwünscht hoch ist.
Diese für Schweisser geeigneten Helme, Masken oder Schilde sind aus Gründen des Blendschutzes aus nicht-transparentem Material gefertigt, wobei die Blendschutzvorrichtungen in im Sichtbereich des Gesichtsschutzträgers angeordneten Sichtfenster eingesetzt sind. Das Blickfeld des Trägers wird dabei nicht nur durch die Grösse des Sichtfensters bzw. der Blendschutzvorrichtung eingeschränkt, sondern darüber hinaus auch durch den aus opakem Material gefertigten Randbereich derselben, d.h. durch Rahmen oder Fassung der im Allgemeinen als Kassette ausgebildeten aktiven Blendschutzvorrichtung. In diesen undurchsichtigen Randbereichen sind in der Regel die Steuerungs- und Regeleinrichtungen sowie Stromversorgungen angeordnet.
Im Folgenden soll unter Blickfeld der Teil des Raumes verstanden werden, der bei unbewegtem Kopf, aber bewegten Augen, noch scharf wahrgenommen werden kann. Unter Gesichtsfeld soll im Folgenden der mit einem oder beiden Augen ohne Kopf- oder Augenbewegung übersehbare Teil des Raumes verstanden werden.
Ein eingeschränktes Blick- oder Gesichtsfeld führt zu einem Teilverlust der räumlichen Wahrnehmung für den Träger von Schutzhelmen oder -masken und wird von Schweissern als äusserst nachteilig empfunden. Weiterhin zeigt die Praxis, dass der Gesichtsschutzträger bei zahlreichen Anwendungen über ein uneingeschränktes Blickfeld verfügen möchte, so bspw. zur Wahrnehmung herannahender Fahrzeuge bei Schweis serarbeiten auf Verkehrsstrassen oder in deren unmittelbaren Umgebung, seien das nun Arbeiten an Strassenbahnschienen, Eisenbahnschienen oder an irgendwelchen Schächten im Strassenbereich.
In der EP-0 474 775 wird deshalb ein Schweisserhelm beschrieben, der separate Seitenfenster aufweist, welche IR-und UV-Strahlung im Wesentlichen abschirmen und einen vorgegebenen, konstanten Filtereffekt für sichtbares Licht haben. Obwohl der erwähnte Schweisserhelm das Blickfeld für Schweisser partiell erweitert, ist die Aufgabe nicht gelöst, einen für Schweisser geeigneten Gesichtsschutz mit erweitertem, insbesondere uneingeschränktem Gesichtsfeld zu schaffen.
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Gesichtsschutz zu schaffen, welcher für Schweisserarbeiten geeignet ist, welcher die Nachteile der bekannten Vorrichtungen nicht aufweist und insbesondere einen für Schweiss- und Schneidbrennerarbeiten den Normen entsprechenden Augenschutz gewährleistet.
Darüber hinaus soll ein Gesichtsschutz geschaffen werden, der dem Schweisser ein uneingeschränktes Gesichtsfeld gewährt. Insbesondere soll ein Gesichtsschutz geschaffen werden, der unter Schlechtwetterbedingungen oder anderen widrigen Arbeitsbedingungen einsetzbar und von geringem Gewicht ist, preisgünstig hergestellt werden kann und als langlebiges und strapazierfähiges Einwegprodukt Verwendung finden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mit einem Gesichtsschutz mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Insbesondere umfasst der Gesichtsschutz zur Verwendung bei Schweisserarbeiten eine aktive Blendschutzvorrichtung, die mindestens eine Flüssigkristallzelle und eine für den Betrieb dieser mindestens einen Flüssigkristallzelle erforderliche Elektronik aufweist.
Es versteht sich, dass der Gesichtsschutz aus einem wärmeformbeständigen und flammwidrigen Material gefertigt ist, welches Material die Beschädigung durch Schweissspritzer und die damit einhergehende Beeinträchtigung der Sicht auf die Arbeitsstelle verhindert. Darüber hinaus versteht es sich, dass der Gesichtsschutz die unzulässige IR-Strahlung und UV-Strahlung abhält sowie einen konstanten Filtereffekt für sichtbares Licht aufweist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Blendschutzvorrichtung verwendet, deren funktionelle Bestandteile, d.h. die mindestens eine Flüssigkristallzelle und die für den Betrieb dieser Flüssigkristallzelle erforderliche Elektronik, räumlich getrennt voneinander angeordnet sind, wobei die optischen Elemente, insbesondere die Flüssigkristallzelle, und die Elektronik durch mindestens eine elektrisch leitende Verbindung miteinander verbunden sind. Dabei ist zur Schaffung eines erweiterten Gesichtsfeldes die Elektronik ausserhalb eines vorgegebenen Gesichtsfeldbereichs auf dem transparenten Schutzschild angeordnet, welcher Gesichtsfeldbereich durch das zu erwartende Gesichtsfeld des Gesichtsschutzträgers definiert ist.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird, zur Schaffung eines uneingeschränkten Gesichts- oder Blickfeldes, darauf geachtet, dass allfällige opake Abdeckungen der Ränder der aktiven optischen Elemente und der elektrisch leitenden Verbindungen die Perzeption des Gesichtsschutzträgers nicht beeinträchtigen, wobei der Blickfeldbereich auf dem transparenten Schutzschild durch das zu erwartende Blickfeld des Gesichtsschutzträgers definiert ist.
Eine derartige Anordnung erlaubt nicht nur, die Beeinträchtigung der Sicht durch opake Bereiche im Gesichtsfeld- resp. Blickfeldbereich herkömmlicher Gesichtsschutze zu vermeiden und dadurch die Rundumsicht erheblich zu verbessern, sondern erlaubt auch, die Dimension der teuren aktiven optischen Elemente auf ein Mindestmass zu reduzieren.
Vorzugsweise ist die Blendschutzvorrichtung in den transparenten Schutzschild des Gesichtschutzes integriert. Dabei ist der transparente Schutzschild aus mindestens einer Kernschicht und zwei Deckschichten aufgebaut, wobei die aktive Blendschutzvorrichtung vorzugsweise in der Kernschicht eingelassen ist. Jede dieser Schichten kann aus mehreren optisch wirksamen Elementen aufgebaut sein und insbesondere eine Folie, eine Beschichtung, ein Substrat oder einen Film umfassen. Diese optischen Elemente können wahlweise bedruckt sein, können als Hitze-Reflektor oder mechanischer Schutz, insbesondere als Kratzschutz, wirken oder besondere optische Wirkungen aufweisen, beispielsweise als Polarisatoren, UV- und IR-Sperrfilter oder Färb- oder Transmissionsfilter für sichtbares Licht wirken.
Es versteht sich, dass verschiedenste Anordnungen der erwähnten Elemente vom Fachmann gewählt werden können, um in einfacher Weise gewünschte Wirkungen zu erzielen. Des Weiteren bedarf es keiner besonderen erfinderischen Leistung, die Art der einzelnen Elemente so zu wählen, dass der transparente Schutzschild den gesetzlichen Vorschriften für die Sicherheit von Schweissarbeitern genügt.
Durch den schichtweisen Aufbau des transparenten Schutzschildes und der damit ermöglichten Integration der Blendschutzvorrichtung wird erreicht, dass die mindestens eine Flüssigkristallzelle sowie die einzelnen der Elektronik zugeordneten elektro-optischen Elemente keinerlei Trägerelemente oder separate Schutzelemente mehr benötigen. Die Funktion der Rahmen und schweren Schutzgläser herkömmlicher Blendschutzvorrichtungen werden von den Schichten übernommen und sind somit hinfällig. Dies führt zu einer Reduktion einerseits der Dicke und andererseits des Gewichtes des transparenten Schutzschildes, was sich wiederum positiv auf den Tragekomfort auswirkt.
So weist in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung der transparente Schutzschild eine im Wesentlichen konstante Dicke, von insbesondere 3 mm bis 5 mm, vorzugsweise von 3.3 mm bis 3.8 mm, auf.
Weitere Ausführungsformen des erfindungsgemässen transparenten Gesichtsschutzes ergeben sich aus den Merkmalen der vorliegenden abhängigen Ansprüche.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der transparente Schutzschild, mittels einer Dichtungsmasse vergossen und sind insbesondere die einzelnen Schichten untereinander und miteinander verklebt, um die Bauteile der Blendschutzvorrichtung vor Staub, Feuchtigkeit oder Nässe, abrasiven oder aggressiven, gasförmigen, flüssigen oder festen Substanzen zu schützen. Darüber hinaus kann die Dichtungs- resp. Klebmasse Zusätze enthalten, welche eine optische Wirkung und insbesondere eine bestimmte Farb-, Transmissions- oder Filterwirkung, auch im UV- und IR-Bereich, erzeugen.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und mithilfe der Figuren näher erläutert werden.
Dabei zeigt: Fig. 1 eine schematisierte Ansicht eines transparenten Schutzschildes für einen erfindungsgemässen Gesichtsschutz; Fig. 2 eine schematisierte Ansicht des transparenten Schutzschildes nach Fig. 1 mit erweitertem Gesichtsfeld; Fig. 3 eine Explosionsansicht zum Aufbau des erfindungsgemässen Schutzschildes; und Fig. 4 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemässes Schutzschild.
Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemässen Schutzschild 13 für einen Gesichtsschutz 11, bei welchem Schutzschild im Sichtbereich eine Blendschutzvorrichtung 12 angeordnet ist. Aktive Blendschutzvorrichtungen gemäss der Erfindung umfassen mindestens eine Flüssigkristallzelle sowie eine für den Betrieb der Flüssigkristallzelle erforderliche Elektronik. In der in Fig. 1 gezeigten Darstellung ist die Blendschutzvorrichtung 12 in einfacher Weise direkt auf den transparenten Schutzschild 13 aufgebracht, kann aber ebenso gut in diesen integriert sein.
Der transparente Schutzschild ist aus einem wärmeformbeständigen und flammwidrigen Material gefertigt, das Infrarot- und/oder Ultraviolett-Strahlung den geltenden Vorschriften zum Schutz vor dieser Strahlung entsprechend im Wesentlichen ausschliesst und einen konstanten Filtereffekt für sichtbares Licht aufweist. Der konstante Filtereffekt für sichtbares Licht wird vorzugsweise durch Zumischen von Pigmenten bewirkt. Insbesondere werden Pigmente zugemischt, die zu einer blaugrünen Einfärbung des transparenten Schutzschildes führen. Es versteht sich, dass die Einfärbung, Reflektionseigenschaft und die erzielte optische Wirkung den gesetzlichen Anforderungen angepasst ist.
Materialien zur Herstellung des transparenten Schutzschildes 13 sind dem Fachmann bekannt; so können bspw. Polymethylmetacrylat (PMMA), Poly-ethylenterephthalat (PET), Polyethylennaphthalat (PEN), Polycarbonat (PC), oder Materialien auf der Basis von Polyacrylaten oder Polyestern, vorzugsweise jedoch ein unter dem Namen Apec< <TM> > HT erhältliches Copolycarbonat auf der Basis von Bisphenol A, verwendet werden. Erfindungsgemäss liegt das aktive Blendschutzelement 12 im Gesichtsfeldbereich 14 des transparenten Schutzschildes 13.
Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Anordnung des aktiven Blendschutzelementes 12. In den transparenten Schutzschild 23 sind eine Flüssigkristallzelle 221, die für den Betrieb der Flüssigkristallzelle erforderliche Elektronik 222 und zwei die Flüssigkristallzelle und die Elektronik elektrisch miteinander verbindende Leitungen 223 und 224 integriert. Dabei ist die Flüssigkristallzelle 221 innerhalb des Gesichtsfeldbereichs 241 und die Elektronik 222 ausserhalb des Gesichtsfeldbereichs 241 angeordnet.
Die Ränder zwischen Flüssigkristallzelle 221 und transparentem Schutzschild 23, zwischen Elektronik 222 und transparenten Schutzschild 23, und zwischen den elektrischen Leitungen 223 und 224 und dem transparenten Schutzschild 23 sind hier bspw. mit opaken Abdeckstreifen 225, 226, 227 und 228 versehen, wobei die Abdeckungen bzw. Abdeckstreifen eine Breite von 0.2 mm bis 1.5 mm, vorzugsweise zwischen 0.5 mm und 1.2 mm und insbesondere zwischen 0.7 mm und 1.0 mm aufweisen. Diese opaken Abdeckungen bzw. Abdeckstreifen können mit der Produktbezeichnung oder dem Firmenzeichen versehen sein. Die erwähnte geringe Dicke der opaken Abdeckungen bzw. Abdeckstreifen 225, 226, 227 und 228 und die Tatsache, dass diese sehr nahe vor den Augen des Gesichtsschutzträgers sind, führt dazu, dass sich diese opaken Abdeckungen bzw.
Abdeckstreifen nicht störend auf die Perzeption des Gesichtsschutzträgers auswirken.
Das Wesen und die Zusammensetzung der räumlich getrennten Bestandteile der Blendschutzvorrichtung, d.h. die Flüssigkristallzelle 221, die Elektronik 222 und die verbindenden Leitungen 223 und 224 sind dem Fachmann auf dem Gebiet der Blendschutztechnik hinlänglich bekannt und bedürfen daher keiner weiteren Erläuterung. So kann bspw. die Elektronik Solarzellen, Aussparungen für Batterien oder Sensorelemente, die eine kontaktlose Programmierung oder Einstellung vor oder während des Betriebs der aktiven Blendschutzvorrichtung erlauben, aufweisen.
Fig. 3 zeigt eine Explosionsdarstellung des erfindungsgemässen transparenten Schutzschildes. Der Schutzschild 31 ist hier aus drei Schichten 33, 34 und 35 aufgebaut, wobei Schicht 33 diejenige ist, die der Licht- und Gefahrenquelle direkt ausgesetzt ist, während Schicht 35 dem Träger des Gesichtsschutzes zugewandt ist. In der Kernschicht 34 sind die Flüssigkristallzelle 321, die zur Steuerung der Flüssigkristallzelle 321 erforderliche Elektronik 322 und zwei die Flüssigkristallzelle 321 und die Elektronik 322 elektrisch miteinander verbindenden Leitungen 323 und 324 integriert, was durch die entsprechenden Aussparungen 3210, 3220, 3230, 3240 in der Kernschicht 34 des Schutzschilds schematisch angedeutet ist. Die opaken Abdeckungen bzw. Abdeckstreifen 325, 326, 327 und 328 sind auf der Schicht 33 angeordnet, vorzugsweise aufgeklebt.
Die Form der Aussparungen bzw. der entsprechenden Elemente der Blendschutzvorrichtung, d.h. Flüssigkristallzelle, erforderliche Elektronik sowie verbindende elektrische Leitungen soll in keiner Weise durch die Figurenbeschreibung beschränkt werden. Modifikationen und Weiterbildungen liegen im Bereich des normalen fachmännischen Handelns. So können die im Kernbereich 34 eingearbeiteten Aussparungen zusätzliche Ecken, Kanten oder Absätze aufweisen, um einerseits zur Vereinfachung der Herstellung und damit zur Verringerung der Produktionskosten des transparenten Schutzschildes beizutragen oder andererseits den für den Fachmann auf dem Gebiet bekannten Variationen der Form von Flüssigkristallzelle, erforderliche Elektronik oder verbindenden Leitungen gerecht zu werden.
Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch einen erfindungsgemässen, transparenten Schutzschild, um den schichtweisen Aufbau einer bevorzugten Ausführungsform zu verdeutlichen. Die Kernschicht 44 ist hier aus den Schichten 441, 442 und 443 aufgebaut, wobei die Flüssigkristallzelle 421, die Elektronik 422 und die verbindenden Leitungen 423 und 424 in der Schicht 442 integriert sind. Die Schicht 442 ist aus einem transparenten, wärmeformbeständigen und flammwidrigen Material gefertigt, wie bspw. Apec< <TM> > HT, dem insbesondere grün-braune Pigmente zum Abdunkeln zugemischt sind und welches Additive enthält, die entsprechend den geltenden Vorschriften IR- und UV-Strahlung abhalten.
Die Schicht 441 dient der Kompensation des teilweise während des Betriebs der Flüssigkristallzelle auftretenden unangenehmen Flimmerns, während die Schicht 443 Additive zur Reflektion von IR- und UV-Strahlung enthält. Beide Schichten 441 und 443 sind vorzugsweise aus Apec <TM> HT gefertigt.
Die der Licht- und Gefahrenquelle exponierte Schicht 43 ist aus drei parallel zueinander angeordneten Schichten 431, 432 und 433 aufgebaut. Die mittlere Schicht 432 ist vorzugsweise aus Apec< <TM> > HT hergestellt und bietet einen weiteren Schutz vor IR- und/oder UV-Strahlung, während die Schicht 431 vorzugsweise als Kratzschutz und die Schicht 433 als Hitzereflektor wirken. Die opaken Abdeckungen bzw. Abdeckstreifen 425, 426, 427 und 428 sind auf der Schicht 431 angeordnet. Es versteht sich allerdings, dass die opaken Abdeckungen bzw. Abdeckstreifen 425, 426, 427 und 428 auch Teil einer ansonsten transparenten Schicht 430 oder auf einer solchen transparenten Schicht 430 aufgedruckt sein können.
Eine transparente Schicht 430 wäre dann parallel zur Schicht 431 angeordnet, wie in Fig. 4 angedeutet, und könnte darüber hinaus mit einer kratzfesten Folie überzogen sein.
Die dem Träger des Gesichtsschutzes zugeordnete Schicht 45 ist hier aus drei parallel zueinander angeordneten Schich ten 451, 452 und 453 aufgebaut. Die mittlere Schicht 452 ist wiederum vorzugsweise aus Apec< <TM> > HT hergestellt, die vor IR- und UV-Strahlung schützende Additive enthält, während die Schicht 451 vorzugsweise als IR- und UV-Reflektor und die Schicht 453 als Kratzschutz wirken.
Die einzelnen Schichten des transparenten Schutzschildes sind unter und miteinander verklebt sowie mittels einer Dichtungsmasse vergossen, wodurch ein sicherer Schutz des transparenten Schutzschildes vor Staub, Feuchtigkeit oder Nässe, abrasiven oder aggressiven, gasförmigen, flüssigen oder festen Substanzen gewährleistet werden kann.
Die besondere Zusammensetzung der verwendeten Dichtungs- bzw. Klebmassen ist nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung und kann die Dichtungsmasse Zusätze enthalten, welche eine besondere optische Wirkung und insbesondere eine bestimmte Farb-, Transmissions- oder Filterwirkung, auch im UV- und IR-Bereich, erzeugen. Darüber hinaus können statt der elektrischen Leitungen auch elektrisch leitende Klebmassen verwendet werden. Ebenso ist das Verfahren zur Verklebung insbesondere der einzelnen Schichten dem Fachmann auf diesem Gebiet hinlänglich bekannt und bedarf daher keiner weiteren Erläuterung.
Vielfältige Modifikationen und Weiterbildungen dieses transparenten Schutzschildes liegen im Bereich des fachmännischen Könnens. So versteht es sich, dass die transparenten Schutzschilde als Masken, Helme oder jede andere für den Schweisser nützliche Form ausgebildet werden kann. Weiterhin bedarf es keines besonderen erfinderischen Dazutuns, den transparenten Schutzschild mit bekannten zusätzlichen Vorrichtungen wie Luftfilter, Gehör- oder feuerbeständigen Halsschutzvorrichtungen auszustatten, um einen gewünschten Gesichtsschutz zu schaffen.
Vorteile des erfindungsgemässen für Schweisserarbeiten geeigneten transparenten Schutzschildes -liegen in der Bereitstellung eines für den Schweisser -uneingeschränkten Gesichtsfeldes, insbesondere Blickfeldes. Darüber hinaus ist der geschaffene transparente Schutzschild von geringem Gewicht, wodurch ein erhöhter Tragekomfort gewährleistet wird. Weiterhin ist der transparente Schutzschild dank seiner Bauweise unter jeglichen rauen Arbeitsumständen einsetzbar.
The present invention relates to a face shield with a transparent protective shield according to the preamble of claim 1.
Face shields usually include a transparent protective screen in the form of a protective shield or screen, which is attached to a helmet in a foldable manner or can be worn as a mask. Protective shields are also known that can be worn in the hand. Such protective shields or shields are known to the person skilled in the art for a wide variety of fields of application, in particular for fire or police operations, for the construction industry or for the chemical industry. In general, these protective shields require impact and abrasion resistance as well as resistance to acids and chemicals.
However, such transparent protective shields are not suitable for welders, since there is no optical protection for the eyes in accordance with the applicable standards against the high light intensity that occurs during welding with large proportions of UV and IR radiation.
Therefore, the face masks used in welding and cutting torch technology comprise an opaque mask part with a transparent anti-glare device, which either consists of passive dark glasses or, as described in US Pat. Nos. 4,071,912 and 5,315,099, is equipped with active protective glasses. Such active protective glasses, respectively. Light filter arrangements generally comprise at least one polarizer analyzer system and are equipped with further filter elements, in particular UV and IR cut filters. Anti-glare devices with active elements, e.g. Liquid crystal cells or other electro-optical components furthermore comprise more or less sophisticated electronic controls, sensor arrangements, regulating devices and voltage supply circuits in order to meet the requirements for the specific use.
In the absence of the intense welding arc, the relatively clear active optical systems automatically darken when the welding process begins. Matching the transparency of the active optical systems to the glare protection actually required allows the face protection to be worn constantly, i.e. also before and after an actual welding process. Practice shows, however, that the total weight of such protective masks is undesirably high.
These helmets, masks or shields, which are suitable for welders, are made of non-transparent material for the purpose of glare protection, the glare protection devices being inserted in viewing windows arranged in the field of vision of the face protection wearer. The wearer's field of vision is not only restricted by the size of the viewing window or the glare protection device, but also by the edge area made of opaque material, i.e. by frame or frame of the active anti-glare device, which is generally designed as a cassette. The control and regulating devices and power supplies are generally arranged in these opaque edge regions.
In the following, the field of vision should be understood to mean that part of the room that can still be perceived sharply when the head is still but the eyes are moving. In the following, the visual field is to be understood as the part of the space that can be overlooked with one or both eyes without a head or eye movement.
A restricted field of vision or visual field leads to a partial loss of spatial perception for the wearer of protective helmets or masks and is perceived as extremely disadvantageous by welders. Practice also shows that the face mask wearer wants to have an unrestricted field of vision in numerous applications, for example to perceive approaching vehicles when welding on traffic roads or in their immediate vicinity, be it working on tram tracks, rail tracks or any shafts in the street area ,
EP-0 474 775 therefore describes a welding helmet which has separate side windows which essentially shield IR and UV radiation and have a predetermined, constant filter effect for visible light. Although the welding helmet mentioned partially extends the field of vision for welders, the task is not solved to create a face protection suitable for welders with an expanded, in particular unrestricted field of vision.
It is therefore an object of the present invention to provide a face shield which is suitable for welding work, which does not have the disadvantages of the known devices and in particular ensures eye protection which complies with the standards for welding and cutting torch work.
In addition, face protection is to be created which allows the welder an unrestricted field of vision. In particular, a face shield is to be created which can be used under bad weather conditions or other adverse working conditions and is light in weight, can be manufactured inexpensively and can be used as a durable and hard-wearing disposable product.
According to the invention, this object is achieved with a face shield with the features of claim 1. In particular, the face shield for use in welding work comprises an active anti-glare device which has at least one liquid crystal cell and electronics necessary for the operation of this at least one liquid crystal cell.
It goes without saying that the face protection is made of a heat-resistant and flame-retardant material, which material prevents damage from welding spatter and the associated impairment of the view of the work site. In addition, it goes without saying that the face shield prevents the impermissible IR radiation and UV radiation and has a constant filter effect for visible light.
In a preferred embodiment of the invention, an anti-glare device is used, the functional components, i.e. the at least one liquid crystal cell and the electronics required for the operation of this liquid crystal cell are arranged spatially separate from one another, the optical elements, in particular the liquid crystal cell, and the electronics being connected to one another by at least one electrically conductive connection. To create an expanded field of view, the electronics are arranged outside of a predetermined field of view on the transparent protective shield, which field of view is defined by the field of view of the face protection wearer to be expected.
In a development of the invention, in order to create an unrestricted field of vision or field of view, care is taken to ensure that any opaque covers on the edges of the active optical elements and the electrically conductive connections do not impair the perception of the face protection wearer, the field of vision area on the transparent protective shield being reduced by the expected field of vision of the face protection wearer is defined.
Such an arrangement not only allows the impairment of the view by opaque areas in the field of view or. Avoid the field of view of conventional face shields and thereby significantly improve the all-round view, but also allows the dimension of the expensive active optical elements to be reduced to a minimum.
The glare protection device is preferably integrated in the transparent protective shield of the face protection. The transparent protective shield is constructed from at least one core layer and two cover layers, the active anti-glare device preferably being embedded in the core layer. Each of these layers can be constructed from a plurality of optically active elements and in particular comprise a film, a coating, a substrate or a film. These optical elements can optionally be printed, can act as a heat reflector or mechanical protection, in particular as a scratch protection, or have special optical effects, for example as polarizers, UV and IR blocking filters or color or transmission filters for visible light.
It goes without saying that various arrangements of the elements mentioned can be chosen by a person skilled in the art in order to achieve desired effects in a simple manner. Furthermore, there is no particular inventive step required to select the type of individual elements in such a way that the transparent protective shield meets the legal requirements for the safety of welding workers.
The layer-by-layer structure of the transparent protective shield and the integration of the anti-glare device thus made possible means that the at least one liquid crystal cell and the individual electro-optical elements associated with the electronics no longer require any carrier elements or separate protective elements. The functions of the frames and heavy protective glasses of conventional anti-glare devices are taken over by the layers and are therefore obsolete. This leads to a reduction on the one hand in the thickness and on the other hand in the weight of the transparent protective shield, which in turn has a positive effect on the wearing comfort.
Thus, in a preferred embodiment of the invention, the transparent protective shield has an essentially constant thickness, in particular from 3 mm to 5 mm, preferably from 3.3 mm to 3.8 mm.
Further embodiments of the transparent face protection according to the invention result from the features of the present dependent claims.
In a further embodiment of the invention, the transparent protective shield is cast using a sealing compound and in particular the individual layers are glued to one another and to one another in order to protect the components of the anti-glare device against dust, moisture or moisture, abrasive or aggressive, gaseous, liquid or solid substances , In addition, the seal or. Adhesive contain additives which produce an optical effect and in particular a certain color, transmission or filter effect, also in the UV and IR range.
The invention is to be explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments and with the aid of the figures.
1 shows a schematic view of a transparent protective shield for a face protection according to the invention; FIG. 2 shows a schematic view of the transparent protective shield according to FIG. 1 with an enlarged field of vision; 3 shows an exploded view of the structure of the protective shield according to the invention; and FIG. 4 shows a cross section through a protective shield according to the invention.
1 shows a protective shield 13 according to the invention for a face shield 11, in which protective shield a glare protection device 12 is arranged in the visible area. Active anti-glare devices according to the invention comprise at least one liquid crystal cell and electronics required for the operation of the liquid crystal cell. In the illustration shown in FIG. 1, the anti-glare device 12 is applied directly to the transparent protective shield 13 in a simple manner, but can also be integrated into it.
The transparent protective shield is made of a heat-resistant and flame-retardant material that essentially excludes infrared and / or ultraviolet radiation in accordance with the applicable regulations for protection against this radiation and has a constant filter effect for visible light. The constant filter effect for visible light is preferably achieved by adding pigments. In particular, pigments are mixed in, which lead to a blue-green coloration of the transparent protective shield. It goes without saying that the coloring, reflective properties and the optical effect achieved are adapted to the legal requirements.
Materials for producing the transparent protective shield 13 are known to the person skilled in the art; For example, polymethyl methacrylate (PMMA), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC), or materials based on polyacrylates or polyesters, but preferably one available under the name Apec <<TM>> HT Bisphenol A-based copolycarbonate can be used. According to the invention, the active anti-glare element 12 lies in the field of view 14 of the transparent protective shield 13.
2 shows a preferred arrangement of the active anti-glare element 12. A liquid crystal cell 221, the electronics 222 required for the operation of the liquid crystal cell and two lines 223 and 224 electrically connecting the liquid crystal cell and the electronics are integrated in the transparent protective shield 23. In this case, the liquid crystal cell 221 is arranged within the visual field area 241 and the electronics 222 outside the visual field area 241.
The edges between the liquid crystal cell 221 and the transparent protective shield 23, between the electronics 222 and the transparent protective shield 23, and between the electrical lines 223 and 224 and the transparent protective shield 23 are here, for example, provided with opaque cover strips 225, 226, 227 and 228, the covers or cover strips have a width of 0.2 mm to 1.5 mm, preferably between 0.5 mm and 1.2 mm and in particular between 0.7 mm and 1.0 mm. These opaque covers or cover strips can be provided with the product name or the company logo. The mentioned small thickness of the opaque covers 225, 226, 227 and 228 and the fact that they are very close to the face of the face mask means that these opaque covers or
Cover strips do not interfere with the perception of the face protection wearer.
The nature and composition of the spatially separated components of the anti-glare device, i.e. the liquid crystal cell 221, the electronics 222 and the connecting lines 223 and 224 are well known to the person skilled in the art in the field of anti-glare technology and therefore do not require any further explanation. For example, the electronics can have solar cells, cutouts for batteries or sensor elements that allow contactless programming or adjustment before or during operation of the active anti-glare device.
3 shows an exploded view of the transparent protective shield according to the invention. The protective shield 31 is here made up of three layers 33, 34 and 35, layer 33 being the one which is directly exposed to the source of light and danger, while layer 35 faces the wearer of the face shield. In the core layer 34, the liquid crystal cell 321, the electronics 322 required to control the liquid crystal cell 321 and two lines 323 and 324 electrically connecting the liquid crystal cell 321 and the electronics 322 are integrated, which is indicated by the corresponding cutouts 3210, 3220, 3230, 3240 in FIG Core layer 34 of the protective shield is indicated schematically. The opaque covers or cover strips 325, 326, 327 and 328 are arranged on the layer 33, preferably glued on.
The shape of the recesses or the corresponding elements of the anti-glare device, i.e. Liquid crystal cell, required electronics and connecting electrical lines should in no way be limited by the description of the figures. Modifications and further training lie in the area of normal professional action. Thus, the recesses incorporated in the core area 34 can have additional corners, edges or shoulders, on the one hand to contribute to simplifying the production and thus to reducing the production costs of the transparent protective shield, or on the other hand to the electronics required for those skilled in the art in the form of variations in the form of liquid crystal cells or connecting lines.
4 shows a cross section through a transparent protective shield according to the invention in order to clarify the layered structure of a preferred embodiment. The core layer 44 is here composed of the layers 441, 442 and 443, the liquid crystal cell 421, the electronics 422 and the connecting lines 423 and 424 being integrated in the layer 442. Layer 442 is made of a transparent, heat-resistant and flame-retardant material, such as, for example, Apec <<TM>> HT, to which green-brown pigments, in particular, have been added for darkening and which contains additives which, in accordance with the applicable regulations, IR and UV Stop radiation.
Layer 441 serves to compensate for the unpleasant flickering that sometimes occurs during operation of the liquid crystal cell, while layer 443 contains additives for reflecting IR and UV radiation. Both layers 441 and 443 are preferably made of Apec ™ HT.
The layer 43 exposed to the light and hazard source is constructed from three layers 431, 432 and 433 arranged parallel to one another. The middle layer 432 is preferably made of Apec <<TM>> HT and offers further protection against IR and / or UV radiation, while the layer 431 preferably acts as scratch protection and the layer 433 acts as a heat reflector. The opaque covers or cover strips 425, 426, 427 and 428 are arranged on the layer 431. However, it goes without saying that the opaque covers or cover strips 425, 426, 427 and 428 can also be printed as part of an otherwise transparent layer 430 or on such a transparent layer 430.
A transparent layer 430 would then be arranged parallel to layer 431, as indicated in FIG. 4, and could also be covered with a scratch-resistant film.
The layer 45 assigned to the wearer of the face protection is constructed here from three layers 451, 452 and 453 arranged parallel to one another. The middle layer 452 is again preferably made of Apec <<TM>> HT, which contains additives protecting against IR and UV radiation, while layer 451 preferably acts as an IR and UV reflector and layer 453 as scratch protection.
The individual layers of the transparent protective shield are glued underneath and with each other and potted using a sealing compound, which ensures reliable protection of the transparent protective shield against dust, moisture or moisture, abrasive or aggressive, gaseous, liquid or solid substances.
The particular composition of the sealants or adhesives used is not the subject of the present invention and the sealant may contain additives which produce a special optical effect and in particular a certain color, transmission or filter effect, including in the UV and IR range , In addition, electrically conductive adhesives can also be used instead of the electrical lines. Likewise, the method for bonding in particular the individual layers is well known to the person skilled in the art in this field and therefore requires no further explanation.
Various modifications and further developments of this transparent protective shield are within the range of the professional ability. So it goes without saying that the transparent protective shields can be designed as masks, helmets or any other form useful for the welder. Furthermore, it does not require any particular inventive step to equip the transparent protective shield with known additional devices such as air filters, hearing or fire-resistant neck protection devices in order to provide the desired face protection.
Advantages of the transparent protective shield according to the invention suitable for welding work lie in the provision of an unrestricted field of vision, in particular field of vision, for the welder. In addition, the transparent protective shield is light in weight, which ensures increased comfort. Thanks to its design, the transparent protective shield can also be used under any harsh working conditions.