CN104434394B

CN104434394B - 面部防护装置

Info

Publication number: CN104434394B
Application number: CN201410524334.9A
Authority: CN
Inventors: R·霍弗克拉纳; D·伊兰伊; L·科勒; A·伦兹; T·斯特布里; U·维纳
Original assignee: Optrel AG
Current assignee: O Fpoter Lehr Holdings Limited
Priority date: 2013-08-05
Filing date: 2014-08-05
Publication date: 2018-02-27
Anticipated expiration: 2034-08-05
Also published as: HK1208337A1; CN104434394A; US20150033431A1; US10736782B2; EP2839817B1; EP2839817A1

Abstract

用于保护工人的眼睛和面部的面部防护装置(1)包括自动变光滤光镜(ADF)单元(8)，该自动变光滤光镜(ADF)单元(8)又包括滤光镜窗格或ADF窗格(10)和驱动ADF窗格(10)的电子单元(11)，所述电子单元(11)配置成使ADF窗格(10)从透明状态自动切换至黑暗状态。硬壳体单元(2)包括承载具有ADF的ADF单元(8)的壳体(6)，并且被成形以保护佩戴者的面部，壳体(6)由塑料材料制成；软壳体单元(3)包括用于保护佩戴者的头部的顶部的帽子(4)和用于保护佩戴者颈部的颈部防护装置(5)，该软壳体单元(3)由柔性织物与支撑元件(41，47)的组合制成。

Description

面部防护装置

技术领域

本发明涉及用于焊工和从事电气安装的工人的面部防护领域，并且特别涉及用于保护焊工的眼睛和面部免受眩光和焊接飞溅以及用于保护免受故障电弧影响的面部防护装置。

背景技术

也以WO 96/22033 A2公布的US5544361描述了用于保护佩戴者的面部免受紫外线辐射的轻便安全帽。它包括具有遮挡部的面罩，所述遮挡部在缩回位置时彼此嵌套在一起。该面罩可以被附接至棒球帽或眼镜。

US 4965887描述了用于医疗领域中泼溅和飞溅防护的面部防护装置。它包括附接至不透流体的头罩的矩形弯曲塑料罩。它可以被附接至棒球帽或眼镜。

US 4724550描述了帽子和护目镜的组合，包括橡胶帽和玻璃面罩，以保持游泳时头发和面部的干燥。玻璃面罩是弯曲的，并且包括位于佩戴者鼻梁上的切口。

EP 1789835 B1描述了一种光学偏心的面罩，其中所述面罩的光学中心从正常的直行向前的视线朝特定的活动视线(例如针对一只眼睛和针对特定的体育活动)偏移。

US 8042958描述了一个焊接面罩，其具有带有电源自动管理的自动变光滤光镜。根据装置的移动来接通或关闭滤光镜的电源，所述移动由运动传感器检测。

US 7945297描述了一种音频耳机，其包括用于检测使用者存在的电容式传感器。当使用者不存在时功率消耗减少。

WO 2011/063287 A2描述了一种焊接头盔或面罩上的面部防护装置透镜组件，具有较小尺寸的内部透镜和提供周边视角的外部曲面透镜。该面部防护装置是由围绕顶部和佩戴者头部后面的带保持。所述面部防护装置模制成单件。

WO97/28770公开了一种焊接头盔，其由包括织造材料或诸如Kevlar的织物和硬化树脂的复合材料模制成，该材料可以只是单片的类似织物。

在过去的几年中，焊接防护设备已经取得了显著进展。有效的、光电自动变光焊接滤光镜允许免用手操作和不同焊接工艺的不间断控制。自动变光焊接滤光镜(ADF)已经获得根据焊接电弧的强度变化而自动选择适当的遮光号的能力，并且从透明到衰减状态的切换速度已经增加了40倍。目前由能获得的几乎每一个单个产品满足的最低要求就是保护焊工的眼睛和皮肤免受光辐射。事故和常见的电弧眼也变得异常。

但是，在过去的一百年里，基于防眩光目的的防护头盔自身的基本概念并没有改变太多：非常坚硬并且笨重的面部防护装置安装在面具或安全帽上，然后通过物理摩擦将其固定在头部。所需部件的数量和翻转头盔的需要产生了一种结构，其中相对较重的光学系统(大多数情况下由可更换模块构造)导致了隧道状的观看特性并增加了重量，造成了颈部的紧张和疲劳。结果，由安全帽在头部上的紧密配合造成的紧张状态和面部防护装置与头部之间的较大距离组合使得在有效地进行焊接工作时(特别是在受限的空间环境下)产生了不适、头痛以及操作障碍。

在电气设备中，由于工人所犯的错误会出现故障电弧。低压设备会受到单极单相接地故障或双极两相故障的影响。在高压环境中，由于太小的空气间隙仍会出现故障电弧事故。故障电弧的影响是灾难性的：爆炸能量的冲击可产生高达20000℃的温度、高达140分贝的声冲击、高达20-30吨/平方米的压力波、高化学侵蚀性的等离子波以及从近紫外到远红外的整个光谱范围内的大量电磁辐射。直接工作在故障电弧事故附近的人员的危险是皮肤的二度和三度烧伤、由压力波引起的飞行物体的危险和暴露于由金属、绝缘体和其它周围材料的热解产生的有毒成分以及烟气和烟雾的危险。在紫外和可见光谱范围内的电磁辐射导致了非常高风险的眼睛损伤，导致失去平衡和定向以及进一步的伤害。

目前最先进的技术和材料仍不能提供保护免受故障电弧的完美的安全防护设备器件。设备的重量和笨重限制佩戴者的接受度，并且护目镜以及面罩往往限制了视野，特别是在受限的环境中，如电气柜中。目前，即使最先进的材料的耐温性也不足以保护免受故障电弧的高热通量。

DE 202005009226 U1公开了一种故障电弧防护装置，其具有透明的、惰性的聚碳酸酯或醋酸挡板。该单元根本不能保护免受可见光谱范围中强烈闪光的影响，并且透明挡板的耐温性是非常有限的。防护装置承受故障电弧影响的时间估计约为所需保护时间0.5秒的20％。

US 2011/0030114 A1通过使用吸收紫外线的热塑性材料如聚碳酸酯，并使透镜厚度从1毫米增加到4毫米以获得增加的坚固性和更好的吸光度明显地增加了紫外线防护。然而，这种防护装置的使用者仍然只能被动地受保护，并且因此极易暴露于故障电弧的电弧闪光。

EP 2323509 B1增加了层压至透明挡板的市售紫外线和红外线吸收/反射塑料膜。可以推定出所获得的值不满足目前眼睛防护标准(欧洲标准EN166，EN169)的严格要求。此外，所提出的防护装置也是被动的，因此不能保护免受可见光谱范围内的故障电弧的强电磁放射的影响。

故障电弧防护设备在耐热性方面已经取得了显著进展，并且在紫外和部分还在红外光谱范围的电磁辐射范围内，对于故障电弧影响的被动防护已经改善。然而，在其严格操作活动中，与电工的清晰视野相关的最重要的电磁辐射光谱范围(可见光光谱范围)则保持几乎未受保护，并且通过使用染料，电弧闪光只能被动地降低约50％或更多，而使用染料大幅度降低了挡板的亮度，并因此影响了正常条件下的可见性和安全性。目前对抗强电弧闪光的被动防护装置提供了有限的红外线防护，并且几乎不提供对电磁辐射的可见光谱的防护。这表示存在由可见闪光或由仍然过量的红外线辐射造成针对眼睛的永久性损伤的高风险。此外，这种设备的使用者可能会暂时失明，并因此遭受进一步的由绊倒、进入与电导体接触等引起的损伤。

发明目的

本发明的目的是制造一种比常见的已知焊接面罩允许有更大视野的焊接防护面罩。

本发明的另一个目的是特别是通过具有改善的重量分配来制造一种轻便且可舒适地承载的防护面罩。

本发明的另一个目的是制造一种易于戴上和取下的防护面罩，提高了焊接工艺的效率。

本发明的另一个目的是制造一种保护穿戴者免受电气故障电弧影响的防护面罩。

本发明的另一个目的是制造一种防止故障电弧的防护面罩，其在紫外和可见光谱范围内表现出对眼睛的改善保护。

本发明的另一个目的是制造一种防止故障电弧的防护面罩，其避免了“烟囱效应”，其中热空气压力波流入并通过所述防护装置，伤害穿戴者的胸部和颈部区域。

这些目的的至少一个至少部分地由根据本发明权利要求的面部防护装置来实现。

所述面部防护装置包括自动变光滤光镜(ADF)单元，动变光滤光镜(ADF)单元又包括滤光镜窗格或ADF窗格和驱动所述ADF窗格的电子单元。电子单元配置成使ADF窗格自动地从透明状态切换到黑暗状态，例如当焊接操作发生时或者当检测到故障电弧闪光时。面部防护装置还包括彼此附接的硬壳体单元和软壳体单元。所述硬壳体单元包括承载具有ADF的ADF单元的壳体，并被成形以保护佩戴者的脸部，所述壳体由塑料材料制成。所述软壳体单元包括用于保护佩戴者头部的顶部的帽子，和用于保护佩戴者颈部的颈部防护装置，所述软壳体单元由柔性织物和支撑元件的组合制成。

在这种方式中，软材料和硬材料进行组合，提供了面部(和眼睛)防护装置或焊接帽或焊接面部防护帽，其中与常规的焊接面罩相比增加了舒适度，并简化了面部防护装置的快速和易于戴上和取下的功能。通过使用不同的材料器件，可以实现较高的结构稳定性、抗冲击性和加工耐温性，并同时具有低成本的制造机会。

所述面部防护装置不需要用于保持该防护部件的单独安全帽。相反，在使用时，用于支撑所述防护部件的重量的元件一体形成在软壳体单元中，并且特别是一体形成在帽子中。

所述面部防护装置可具有均码尺寸。它允许在焊接或其他工作区域(如用于船厂应用)具有近的工作距离，并支持在受限空间的应用。总体来说，可以通过这些因素来提高工人效率，而不影响安全性、舒适性、疲劳和长期的身体健康。

所述硬壳体单元可以根据要求选择不同的材料来实现：

·可通过使用注塑模制的阻燃聚酰胺(PA)结构来实现较高的结构稳定性。

·可通过使用热成形的阻燃聚碳酸酯结构(PC)来实现低成本制造。

·可通过使用由玻璃纤维材料增强的热成形环氧材料来实现较高的抗冲击性和加工耐温性。

所述软壳体单元可以根据要求选择不同的材料来实现：

·可通过使用固有阻燃织物材料来实现低成本制造。

·可通过使用浸渍阻燃剂的棉材料来实现低成本制造。

·可通过使用阻燃皮革材料来实现较高的加工耐温性。

·可通过使用阻燃聚酰亚胺材料(PI)来实现较高的加工耐温性。

在某些实施例中，所述面部防护装置配置成使得当其由被佩戴者佩戴时，从佩戴者的瞳孔到ADF窗格的距离(d)在30mm至50mm的范围内，特别是在35mm至45mm的范围内。在某些实施例中，ADF窗格透明部分的垂直延伸部h为至少40mm，特别是为至少45mm。在某些实施例中，ADF窗格透明部分的水平延伸部w为至少100mm，特别是为至少110mm。在某些实施例中，ADF窗格的下边缘包括用于容纳佩戴者鼻子的凹形切口。

这些数值单独或组合一方面允许实现相比目前的产品具有更大视野的靠近眼部构造并且在另一方面实现紧凑和轻便的设计。

此外，比起常规的防护或焊接面罩的解决方案，由于前部重量轻并且更靠近佩戴者的面部，可以更好地平衡面部防护装置的重量分配。这样减少了疲劳和颈部损伤，并使面部防护装置能舒适地承载。

在某些实施例中，所述ADF窗格是弯曲的或球形的。例如，所述ADF窗格的侧部，相对于ADF窗格的中心部，能向后弯曲。即，侧部或侧向部向着佩戴者面部的方向弯曲。通过沿着佩戴者的面部轮廓，可以使所述硬壳体单元变得更紧凑和/或视野增加得更大。

在某些实施例中，所述硬壳体单元包括防护罩，所述防护罩由可释放连接装置附接，任选地防护罩成形为使得多个防护罩可相互堆叠，彼此嵌套。当这种防护罩受到磨损和破坏时，且因此可以被使用者更换。

在某些实施例中，所述帽子成形为棒球帽的形式，它包括一个圆形的顶部和在前面突出的坚硬挡板，所述挡板覆盖所述壳体的横向顶端部，顶端部保护由硬壳体单元封装的前额空间，并且当由佩戴者佩戴面部防护装置时，所述挡板支撑硬壳体单元的至少一部分重量。这一方面给与面部防护装置吸引人的结构，并且另一方面允许去除用于承载防护元件的单独安全帽。

在某些实施例中，所述帽子包括缝在或附接至帽子其他部分上的加强件(或增强或支撑)，所述加强件支撑所述挡板以相抵硬壳体单元的至少一部分重量。与帽子的织物部分相比，加强件可以被认为是坚硬的。加强件可以为一体成形的塑料材料件，其延伸穿过所述挡板的区域，并朝向帽子的后面围绕帽子的至少一部分水平圆周延伸。所述加强件可以围绕帽子的至少一半水平圆周延伸，或者至少延伸至佩戴者的耳朵区域。

在某些实施例中，所述壳体的顶端部、两个侧部和前部形成一个盒状结构，其给与壳体的结构稳定性，并且，其中所述前部包括被弯曲成凸状的凸部，和成形为以一定角度延伸至凸部的鼻梁部，进一步加强前部。

在某些实施例中，所述壳体包括侧向侧部，每个侧部的下部成形为保持所述颈部防护装置与佩戴者的颈部隔开，从而在颈部防护装置和使用者的颈部之间形成通风空间。所述通风空间可通向佩戴者嘴和鼻子前面的呼吸空间，以及通向佩戴者前额前方的前额空间。

在某些实施例中，所述侧部的下部由比所述侧部的剩余部更薄的材料制成，并且任选地还可比所述壳体的其它部更薄。这样有助于减少面罩的总重量。

在某些实施例中，所述侧部或至少所述侧部的下部是柔性的，并且通常是弹性的，并且从而可向内移动或弯曲，即朝向佩戴者的面部。

在某些实施例中，所述颈部防护装置包括接合至所述颈部防护装置的柔性基材的塑料加强元件。所述基材可以是纺织物或柔性塑料片。所述加强元件比所述基材更坚硬(即较少柔性)。所述加强元件可以附接至基材，例如通过胶粘、缝合、通过紧固件等。可选地或另外地，可以通过将所述加强元件放置于由基材制成的口袋中，或更常见地放在两层基材之间，将所述加强元件附接至基材上。这种加强元件或插入物可以稳固纺织材料的柔软性或柔韧性，提供稳定性，以保护纺织结构免于坍塌或被吹走，并由此保护免于促进所谓烟囱效应。

在某些实施例中，所述侧部或至少所述侧部的下部呈向下的锥形或V形。这使得它们更易于朝佩戴者的面部弯曲。

在某些实施例中，所述ADF窗格通过ADF框架的框架部安装到所述壳体上，所述框架部附接至壳体，特别是胶粘或焊接到壳体，并使ADF窗格保持在框架部和壳体之间的适当位置。由于没有使用保持ADF窗格或整个ADF单元的单独框架或支架或盒，这有助于减少面罩的总重量。

在某些实施例中，所述电子单元通过所述ADF框架的盖部安装到所述壳体上，所述盖部附接至所述壳体，特别是胶粘或焊接至所述壳体，并使电子单元保持在盖部和壳体之间的适当位置。因为也没有用于电子单元的单独的外罩，这也有助于减少所述面罩的总重量。

在某些实施例中，所述框架部和所述盖部一体成形为单件。这简化了生产和组装，并使得更易于将ADF框架连接并密封至所述壳体。

在某些实施例中，所述ADF框架包括至少一个插销，ADF框架安装在所述壳体的内侧，其中插销穿过所述壳体的槽，并与所述防护罩形成卡扣配合，将防护罩保持在所述壳体的外侧的适当位置上。这进一步减少了部件的数量。也使得所述防护罩和壳体之间的机械配合更好：如果只包括具有相对坚硬材料的壳体和防护罩，这将难以或不可能在两者之间产生可释放的卡扣作用。

在某些实施例中，至少所述框架部和所述插销一体成形为单件。这进一步简化了组装并减少了重量。

综上所述，相对于常规的防护或焊接面罩，所述面部防护装置重量的减少是通过至少一些以下措施的组合实现的：

·壳体具有盒状结构；

·所述前部和鼻梁部的形状；

·所述侧部的下部比所述侧部或所述壳体的剩余部更薄；

·所述ADF单元不可以可拆卸和可更换的盒子释放；

·所述ADF窗格以及任选地还有电子单元通过所述ADF框架以密封方式保持在所述壳体中，不需任何进一步的安装部件，并且不需要用于所述ADF窗格和/或电子装置的单独壳体或框架。

通过减少重量，并且进而通过至少一些以下措施中的至少一些组合，面部防护装置的平衡性得以改善：

·所述壳体靠近佩戴者的面部。

·所述加强件将所述硬壳体单元的一部分重量转移到所述帽子的中间和后端部。

在具有相应爆炸的故障电弧保护的情况下，所述面部防护装置通过以下软元件和硬元件的组合来避免烟囱效应：

·所述壳体的硬元件覆盖面部以提供对热和冲击的主要防护。所述侧向侧部，并且特别是所述侧部的下部，是柔性的(并且通常还是弹性的)，并被爆炸压向佩戴者的脸颊。这种效应由所述下部的锥形形状支持。这减少了所述颈部防护装置和佩戴者颈部之间的通风空间，并因此减少了烟囱效应。

·所述软壳体单元的柔性元件，并且特别是颈部防护装置，被爆炸压向佩戴者的颈部。这防止了爆炸产生的冲击波进入面部防护装置。

所述颈部防护装置和所述壳体彼此附接，将不存在允许冲击波进入面部防护装置的间隙。总的来说，封闭设计和选择的灵活性提供了改善防护来防止烟囱效应。

因此，本发明的一个可能方面涵盖了使用如本文所述的面部防护装置，以保护面部防护装置的佩戴者免受电气故障电弧的影响。这可以包括：提供这样一种面部防护装置，并且佩戴者在存在来自电气安装的故障电弧事故风险的区域内佩戴所述面部防护装置。

注意：通常情况下，当在本说明书中提及了“上”、“下”、“水平”、“垂直”、“前”或“后”等，则这应理解为是指在使用者或佩戴者的头部在竖直位置时由使用者佩戴面部防护装置时的情形。

当提及塑料材料时，通常情况下这包括纤维增强塑料材料。

进一步的实施例在从属专利权利要求中显而易见。

附图说明

在下文中参照附图中示出的示例性实施例，将对本发明的主题进行更详细地说明，附图示出：

图1面部防护装置；

图2面部防护装置的主要部件；

图3面部防护装置的更多部件的分解图；

图4a，b 面部防护装置的壳体部分；

图5-6与使用者头部相关的面部防护装置的视图；

图7 ADF框架；

图8防护罩；

图9壳体的剖视图；

图10相同的剖视图，但具有附接至壳体的ADF框架和防护罩；

图11 ADF单元设置在壳体和ADF框架之间的另一剖视图；

图12 ADF单元及其电子单元设置在壳体和ADF框架之间的垂直剖视图；

图13帽子内的支撑元件；

图14与使用者头部相关的面罩视野的示意图；

图15视野比较；和

图16作为用于颈部防护装置的加强元件的插入物。

原则上，相同的部件在附图中设有相同的参考符号。

具体实施方式

参照图1至图4，对依照实施例的面部防护装置的部件进行说明。面部防护装置1包括硬壳体单元2和软壳体单元3。硬壳体单元2由硬塑料材料制成，例如由通常用于焊接面罩的材料制成，并且硬壳体单元抵抗焊接或故障电弧事故中出现的火花和其他影响。根据焊接面罩的相关规范，硬壳体单元2的形状适于覆盖并保护使用者的面部与头部。软壳体单元3可以主要由织物制成，特别是可以由抵抗焊接或故障电弧事故中出现的火花、热量和其他影响的功能性织物或纺织材料制成。软壳体单元3包括帽子4和颈部防护装置5。帽子4基本上可以是类似棒球帽的形状，即，它包括圆形的顶部45和在前部突出的坚硬挡板46或帽舌。硬壳体单元2和软壳体单元3可以彼此附接，并且因此可以由使用者一起戴上或取下。

硬壳体单元2包括作为主要部件且承载其它部件的壳体6，特别是自动变光滤光镜(ADF)单元8，ADF框架9和防护罩7。

ADF单元8又包括具有实际滤光镜窗格的ADF窗格10和电子单元11。电子单元11通常包括电池和/或太阳能电池，以及一个或多个传感器和/或通信装置，用于检测会损伤或以其他方式影响使用者眼睛的焊接操作或明亮光线何时出现。ADF窗格10包括实际ADF，通常为电光滤光镜。ADF窗格10可以包括由电子装置11驱动的液晶快门，以便当电子单元11检测到焊接工艺或闪光出现时，快门变暗。通常在不到200微秒内，快门降低了可见光透射率(即，在可见光范围内的透射率)，以到达为提供保护眼睛免受焊接电弧或故障电弧闪光的影响而设置的遮光号。根据EN169，所述滤光镜的可见光透射率至少为遮光号5，或2.2％。

ADF窗格10还可进一步包括透明的保护板，例如由聚碳酸酯或玻璃等制成，在它们之间夹设有实际ADF。通常ADF快门和相关的焊接或闪光检测方法对于本领域技术人员而言是已知的。

ADF包括夹设在偏振膜层之间的液晶(LCD)快门元件。偏振膜包括紫外线(UV)吸收器件，其可以被配置成满足德国“Sicherheit”标准GS-ET-29(EN166)的要求。根据EN169，滤光镜的紫外线透射率(例如在313纳米)，一般为小于或等于3×10^-4％。

ADF包括盖板，特别是玻璃板，其具有涂敷在至少一个内侧上的非导电介电薄膜，反射和/或吸收红外(IR)光谱范围内的光，并且由此保护偏振膜和使用者。由于其不同材料的多层结构，整个光学快门元件用作多层复合物，具有类似于安全玻璃的功能。

防护罩7用于保护ADF窗格10免受火花和焊接过程中的其它排放物。所述保护罩7能够更易于由使用者更换，特别是不需使用工具来移除防护罩7。防护罩7成形为使得多个防护罩7可以彼此堆叠，互相嵌套，从而在存储时占据很小的空间。

图4a和4b以本身示出了面部防护装置的壳体6。壳体6成形为塑料单件。它包括框架，所述框架具有由基本水平的横向顶端部63接合在顶部的两个基本垂直的侧部64。顶端部63与侧部64基本上以直角定向，并沿基本上水平的边缘接合至所述侧部64。前部65沿基本上垂直的边缘接合至侧部64。结果是，顶端部、侧部和前部形成部分盒状结构，从而给与壳体6的结构稳定性。另外，前部65包括被弯曲成凸状的凸部67，和成形为以一定角度延伸至所述凸部67的鼻梁部61。这进一步加强了前部65，并因此还加强了整个壳体6。前部65包括其中安装了ADF窗格10的切口或窗口部。

顶端部63由挡板46覆盖，并对应于挡板46的形状成形。这种对应可以是相对于顶端部63和挡板46的曲率，和/或相对于它们的轮廓。顶端部63可以包括用于将挡板46附接至顶端部63的紧固元件。这样的紧固元件还用于将至少一部分由壳体6的重量施加的力转移至帽子4。顶端部63是可拆卸的，并可以为加强件47的一部分，如在图13中更详细地示出。图4a示出了在适当位置具有顶端部63和防护罩7的壳体6，图4b示出了具有被拆卸下的这些部分的壳体。

颈部防护装置5覆盖或重叠在前部65和侧部64的下部。所述侧部的下部66由颈部防护装置5的相应侧部所覆盖，并用于将颈部防护装置5与使用者的颈部间隔开，提供有助于面部防护装置1通气的通风空间44。所述侧部的下部66对于作为整体的壳体6的结构稳定性不那么重要，因此可以由比壳体6的其他部分更薄的材料制成。

通常用于壳体6和所述侧部的下部66的材料厚度在1mm和2mm之间，特别为1.2mm。

图5示出了与使用者或佩戴者的头部相关的面部防护装置的侧视图。除了已描述过的部件，还示出了头带41。头带41可以由增强材料制成，并设置以承载壳体6的部分重量。头带41可以是弹性的或可调节至佩戴者头部的尺寸。本质上(当面部防护装置1被佩戴时)壳体6的剩余重量由挡板46承载，后者又由帽子4的顶部45保持。这样将由壳体6的重量所施加的力分配在使用者的头部上，从而使得面部防护装置1可舒适地承载。为了协助这种力分配，帽子4可包括插入物(或加强件、支架、支柱、增强件)。这种加强件，可以缝入或附接至帽子4中或插入设置在帽子4中的对应开口中。

图13示出了作为帽子4一部分的加强件47的示意图(壳体6未画出)。加强件47可缝入或以其他方式附接至帽子4。加强件47将作用在挡板46上的力转移并分配至所述侧部，以及任选地还有帽子4的后部。加强件47通常是由塑料材料制成，但是也可以由金属制成。

图5的侧视图还示出了在挡板46、ADF单元8和使用者面部之间的前额空间43，以及在前部65和使用者的嘴及下巴之间的呼吸空间42。

图6示出了相对于使用者头部的面部防护装置的从下面和从后面的视图。由所述侧部的下部66所构建的保持颈部防护装置5远离使用者颈部的通风空间44变得可见。

图7示出ADF框架9。所述ADF框架9包括被设计成相对于壳体6保持ADF窗格10的框架部93，以及用于覆盖和保护电子单元11的盖部94。框架部93包括在其下边缘、对应于佩戴者鼻子位置的鼻部切口95。这两个部93、94可以一体成形，也就是成形为单件。这通常是通过注塑模制或其它模制工艺采用塑料材料制造ADF框架9来实现的。ADF框架9在每一侧还包括可以协助将ADF框架9附接至壳体6的插销91，所述插销91也可以与ADF框架9的其他部分一体成形。即，插销91至少可与所述框架部93以及任选地还有盖部94成形为单件。

图8示出了防护罩7。防护罩7包括成形的底部边缘，其形状对应于壳体6的鼻梁部61的形状。防护罩7的两个侧边部包括遮挡槽71，用于可释放地将防护罩7附接至壳体6。

图9示出了一个壳体槽62的区域内的壳体6的水平剖视图。示出的两个箭头指出成形工具的移动，所述成形工具可以用于形成壳体6，如在注射模制工艺中。这里没有底切部。因此成形工具可以被成形为不具有凸轮。变形，即分离模具，可以通过沿按照箭头指出的方向上移动模具来实现。箭头线示意性地指出了壳体槽62的区域中的模具的形状。

图10示出了相同的水平剖视图，具有附接至壳体的ADF框架和防护罩7(为清楚起见，省略了ADF窗格)。插销91到达穿过壳体6的槽62，且然后穿过防护罩7的槽71，将防护罩7保持在适当的位置。例如，在插销91的外端处的钩92通过遮挡槽71保持防护罩7。因此，壳体6和防护罩7可以由相对的坚硬材料制成，并且插销91可以由更有弹性的材料制成，从而允许将防护罩7附接至硬壳体单元2的其他部分的卡扣配合。

图11示出了保持在壳体6和ADF框架9之间的ADF单元8的另一水平剖视图。环绕ADF单元8的圆周，壳体6与ADF框架9可以通过胶粘或焊接接合，例如，如超声波焊接或激光焊接等。如图所示，接合的样式可以是ADF框架9中的槽和ADF单元8上的肋条，或反之亦然。

图12示出了透过ADF单元8的上部和ADF框架9以及壳体6的对应部分的垂直剖面图。电子单元11封装在ADF框架9的盖部94和位于ADF窗格10上方的壳体6的对应部分之间。在面罩内侧上，操作元件，如旋钮111可操作地连接至电子单元11，并且还穿过盖部94设置在电子单元11上。朝向面罩的外侧，设置在并可操作地连接至电子单元11上的传感器112到达并至少部分地穿过壳体6内的对应开口。这允许传感器112能捕获由焊接操作发出的光，从而自动激活所述ADF。盖部94可焊接，例如通过激光焊接或超声焊接，或胶粘、或以其他方式附接至壳体6，优选地形成保护电子单元11的气密接合。

图14示出了ADF窗格10的尺寸和相对于使用者头部的面罩视野。

·从佩戴者的瞳孔到ADF窗格10的距离在30mm至50mm的范围内，特别是在35mm至45mm的范围内，且更具体地为40mm。

·ADF窗格10的(在透射状态时)透明部分的垂直延伸部h为至少40mm，特别是为至少45mm。

·ADF窗格10的透明部分的水平延伸部w至少为100mm，特别是为至少110mm。

结果，

·双眼观看的水平视角vh为至少50°，特别是至少60°(采用62mm的平均瞳孔间距计算视角)，并且

·垂直视角vv为至少60°，特别是为至少70°。

相比于典型的常规焊接面具，这在水平方向增加成了约17.5°的两倍，即约35°，并且在垂直方向增加了约15°。

图15示出了由较小轮廓101指出的典型焊接面罩的视野和由较大轮廓102指出的如本文中所描述的面部防护装置的视野的比较。视野增加了约170％。

图16示出了插入物68作为加强元件放置在颈部防护装置5的侧部的两层基材之间(如纺织物或另一类型材料的柔性片材)的位置。插入物可以由塑料制成。插入物68可具有比所述颈部防护装置5的侧部的硬度高至少5倍或至少10倍的硬度。插入物68或至少部分插入物可位于临近所述壳体6的侧部64的上部的区域。插入物68可以跨越或覆盖，并由此使得所述颈部防护装置的侧部64的上部52的至少50％、或60％、或80％被加强。所述加强件保护颈部防护装置5的上部52免于被故障电弧的爆炸吹走，同时使得颈部防护装置的下部51以及所述壳体6的侧部的下部66可以相对佩戴者的颈部自由地推压，其可以由比壳体6的其他部更薄的材料制成，封闭面部防护装置和佩戴者的颈部及面部之间的体积。

尽管已经在本实施例中描述了本发明，但可明显理解的是，本发明不限于此，也可以是权利要求书范围内的其他各种实施和实践。

Claims

1.用于保护工人眼睛和面部的面部防护装置（1），包括自动变光滤光镜（ADF）单元（8），所述自动变光滤光镜（ADF）单元（8）又包括滤光镜窗格或ADF窗格（10）和驱动ADF窗格（10）的电子单元（11），所述电子单元（11）配置成使ADF窗格（10）从透明状态自动切换至黑暗状态，

所述面部防护装置（1）还包括彼此附接的硬壳体单元（2）和软壳体单元（3），

硬壳体单元（2）包括承载具有ADF的ADF单元（8）的壳体（6），并且被成形以保护佩戴者的面部，所述壳体（6）由塑料材料制成；

软壳体单元（3）包括用于保护佩戴者的头部的顶部的帽子（4），和用于保护佩戴者颈部的颈部防护装置（5），所述软壳体单元（3）由柔性织物与支撑元件（41，47）的组合制成，其中所述颈部防护装置（5）包括接合至颈部防护装置（5）的柔性基材上的塑料加强元件（68），其中所述加强元件（68）比颈部防护装置（5）的基材更坚硬。

2.如权利要求1所述的面部防护装置（1），其中面部防护装置（1）被构造成当其由佩戴者佩戴时，从佩戴者的瞳孔到ADF窗格（10）的距离（d）在30mm至50mm范围内。

3.如权利要求2所述的面部防护装置（1），其中所述距离（d）在35mm至45mm的范围内。

4.如权利要求1或2所述的面部防护装置（1），其中所述ADF窗格（10）透明部分的垂直延伸部（h）为至少40mm。

5.如权利要求4所述的面部防护装置（1），其中所述垂直延伸部（h）为至少45mm。

6.如权利要求1或2所述的面部防护装置（1），其中所述ADF窗格（10）透明部分的水平延伸部（w）为至少100mm。

7.如权利要求6所述的面部防护装置（1），其中所述水平延伸部（w）为至少110mm。

8.如权利要求1或2所述的面部防护装置（1），其中所述ADF窗格（10）的下边缘包括用于容纳佩戴者鼻子的凹形切口。

9.如权利要求1或2所述的面部防护装置（1），其中所述ADF窗格（10）是弯曲的，其中ADF窗格（10）的侧部相对于所述ADF窗格（10）的中心部向后弯曲。

10.如权利要求1或2所述的面部防护装置（1），其中通过将所述加强元件（68）放置于颈部防护装置（5）的两层柔性基材之间，从而将所述加强元件（68）接合至颈部防护装置（5）的柔性基材上。

11.如权利要求1或2所述的面部防护装置（1），其中所述硬壳体单元（2）包括防护罩（7），所述防护罩（7）由可释放连接装置附接。

12.如权利要求11所述的面部防护装置（1），其中所述防护罩（7）成形为使得多个防护罩（7）能够彼此堆叠，互相嵌套。

13.如权利要求1或2所述的面部防护装置（1），其中所述帽子（4）成形为棒球帽的样式，它包括圆形的顶部（45）和在前面突出的坚硬挡板（46），所述挡板（46）覆盖所述壳体（6）的横向顶端部（63），顶端部（63）保护由所述硬壳体单元（2）封装的前额空间（43），并且当面部防护装置（1）由佩戴者佩戴时，所述挡板（46）支撑所述硬壳体单元（2）的至少一部分重量。

14.如权利要求13所述的面部防护装置（1），其中所述帽子（4）包括缝在或附接至帽子（4）其它部分上的加强件（47），所述加强件（47）支撑所述挡板（46）相抵硬壳体单元（2）的至少一部分重量。

15.如权利要求1或2所述的面部防护装置（1），其中所述壳体（6）的顶端部（63）、两个侧部（64）和前部（65）形成盒状结构，从而给与壳体（6）结构稳定性，并且其中所述前部（65）包括弯曲成凸状的凸部（67），和成形为以一定角度延伸至所述凸部（67）的鼻梁部（61），从而进一步加强前部（65）。

16.如权利要求1或2所述的面部防护装置（1），其中所述壳体（6）包括侧向侧部（64），每个侧部的下部（66）成形为保持颈部防护装置（5）与佩戴者的颈部间隔开，由此在颈部防护装置（5）和佩戴者的颈部之间形成通风空间（44）。

17.如权利要求16所述的面部防护装置（1），其中所述侧部的下部（66）由比所述侧部（64）的剩余部更薄的材料制成。

18.如权利要求17所述的面部防护装置（1），其中比所述侧部（64）的剩余部更薄的材料也薄于所述壳体（6）的其他部分。

19.如权利要求1或2所述的面部防护装置（1），其中所述ADF窗格（10）通过ADF框架（9）的框架部（93）安装到所述壳体（6）上，所述框架部（93）被附接至所述壳体（6）上，并将ADF窗格（10）保持在所述框架部（93）和所述壳体（6）之间的适当位置上。

20.如权利要求1或2所述的面部防护装置（1），其中所述电子单元（11）通过ADF框架（9）的盖部（94）安装到所述壳体（6）上，所述盖部（94）被附接至所述壳体（6）上，并将电子单元（11）保持在所述盖部（94）和所述壳体（6）之间的适当位置上。

21.如权利要求19所述的面部防护装置（1），其中所述电子单元（11）通过ADF框架（9）的盖部（94）安装到所述壳体（6）上，所述盖部（94）被附接至所述壳体（6）上，并将电子单元（11）保持在所述盖部（94）和所述壳体（6）之间的适当位置上，且所述框架部（93）和盖部（94）一体地成形为单件。

22.如权利要求19所述的面部防护装置（1），其中，所述ADF框架（9）包括至少一个插销（91），ADF框架（9）安装在所述壳体（6）的内侧，使插销达到并穿过该壳体（6）的槽（62），并且与防护罩（7）形成卡扣配合，将防护罩（7）保持在所述壳体（6）的外侧上的适当位置上。

23.如权利要求22所述的面部防护装置（1），其中至少所述框架部（93）和所述插销（91）一体地成形为单件。

24.根据权利要求1或2所述的面部防护装置（1）的用途，用于保护佩戴者免受来自电气安装的电故障电弧事故的影响。