DE2349794A1

DE2349794A1 - Automatische schutzblendevorrichtung an schutzschildern, schutzhelmen oder schutzbrillen, insbesondere fuer schmelzschweissungen

Info

Publication number: DE2349794A1
Application number: DE19732349794
Authority: DE
Inventors: Hermann Budmiger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-03-26
Filing date: 1973-10-04
Publication date: 1974-10-10
Also published as: FR2222993A1; FR2222993B3; US3943573A

Description

Automatische Schutzblendevorrichtung an Schutzschildern, Schutzhelmen oder Schutzbrillen, insbesondere für Schmelzschweissungen

SCHMELZ-SCHWEISSEN (Lichtbogen)

Bekanntlich können Lichtbogen-Schweissungen wegen dem Entstehen von starken ultravioletten Strahlen des Lichtbogens nur mit Schutzschildern oder Schutzhelmen ausgeführt werden.

Die herkömmlichen bekannten Schutzschilder und Schutzhelme mit Sichtöffnung sind mit auswechselbaren Dunkelgläsern versehen und verhindern dadurch das Eindringen der starken Blendung und augenschädlichen ultravioletten Strahlen. Ohne den starken Lichtbogen ist das zu bearbeitende Stück durch die dunklen Schutzgläser unsichtbar, darum ist der Schweisser gezwungen, beim Ansetzen der Elektrode den Licht-Schutzschirm mit den schützenden Gläsern zu entfernen. Dies geschieht beispielsweise durch Wegnehmen des Schildes, Aufklappen des Helmes oder durch eine mechanische Betätigung (Oeffnen der schützenden Dunkelgläser).

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Diese Handhabungen werden manuell ausgeführt, deshalb sind die Augen des Schweissers während einer gewissen Zeit den schädlichen Strahlen ausgesetzt. Dadurch entstehen in vielen Fällen Augenschäden.

Wenn mehrere Schweisser in der nächsten Umgebung zusammen arbeiten, ist der Einzelne ohne Schutzgläser den augenschädlichen Strahlungen seiner Mitarbeiter ausgesetzt.

GAS-SCHMELZ-SCHWEISSEN

Für das Gas-Schmelz-Schweissen (Auto gen- Schwei ssen) werden üblicherweise gegen das Blenden Schützbrillen mit Dunkelgläsern gegen das starke Schmelz-Flammen-Licht getragen, diese müssen beim Arbeiten öfters hochgeschoben werden.

Da beim Autogen-Schweissen normalerweise beide Hände gebraucht werden, ist diese Manipulation immer umständlich.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine automatische Schutzblendevorrichtung an Schutzschildern, Schutzhelmen oder Schutzbrillen, insbesondere für Schmelzschweissungen, durch welche die den bisherigen Ausführungen anhaftenden Nachteile behoben werden.

Erfindungsgemäss zeichnet sich dieselbe dadurch aus, dass beim Aufleuchten des Lichtbogens oder der Schmelzflamme die Blende im Bruchteil einer Sekunde automatisch geschlossen wird und dadurch das Eindringen der schädlichen ultravioletten Strahlen und eine Blendung absolut verhindert .

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigen r

Fig. 1 einen Teilschnitt durch einen Schild oder Helm

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Fig.	2
Fig.	3
Fig.	4
Fig.	5

Fig.	6
Fig.	7
Fig.	8
Fig.	9
Fig.	IO

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eine Seitenansicht einer Brille mit Blende,

eine Seitenansicht einer Drehklappenblende ,

eine Seitenansicht einer Schieberblende, einen Schnitt durch einen Schweisshelm mit eingebauter Kühl- und Belüftungsvorrichtung,

eine Ansicht eines zugehörigen Sichtfensters bei geöffnetem Sehschlitz, eine Ansicht einer Variante des Sichtfensters bei geschlossenem Sehschlitz, einen Teilschnitt gemäss Linie IV-IV in Fig. 7,

eine zweite Variante des Sichtfensters, und 11 eine dritte Variante 'zu Fig. bei geöffneter bzw. geschlossener Blende,

Fig. 12 einen senkrechten Schnitt durch eine. weitere Ausführungsform des Sichtfensters , und

Fig. 13 eine Ansicht zu Fig. Γ2.

Nach Fig. 1 und 2 ist als Impulsgeber 9 für die Schliessung der Blende 4 am Schild resp. Helm 1 oder Brille 13 eine Oeffnung, in welcher ein Photo-Transistor, eine Photo-Diode resp. ein Photowiderstand oder ein Ultraschall-Empfänger eingebaut ist. Beim Aufleuchten der Lichtquelle S wird durch den Impulsgeber 9 der auf das Spektrum resp. auf die Frequenz photoelektrisch oder durch Ultraschall über ein Steuergerät durch eine elektromechanische Bewegung (Magnet) 6 & 7 die Blende 4 im Bruchteil einer Sekunde geschlossen.

Nach jeder Unterbrechung der Lichtquelle wird die Blende durch, den Impulsgeber 9 über das Steuergerät 10 elektromagnetisch 8 oder mechanisch 8 verzögert wieder geöffnet (Sichtöffnung B).

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Die Blende 4 ist aus herkömmlichem Dunkelglas, Kunststoff mit geringer Lichtdurchlässigkeit oder einem Linearpolarisator (Polaroid), das das Eindringen aller augenschädlichen Strahlen verhindert oder das Blendlicht der Schmelzflamme auf ein Minimum reduziert. An den meisten Schildern resp. Helmen 1 ist ein zweites gewöhnliches Fensterglas 2 zum Schütze des Dunkelglases angebracht. Der Erfindungsgegenstand ist anstelle dieses Glases mit einem absolut durchsichtigen UV-Filter versehen.

Die Oeffnung B der Blende 4 ist so gross, dass die Arbeitsstelle des Werkstückes durch den schützenden Helm resp. Schild 1 oder die Brille 13 gut übersehen werden kann.

Als Impulsgeber dient ein Transistor, eine Photo-Diode, eine Photozelle oder ein Photowiderstand 9, welche so abgestimmt sind (Spektralfilter), dass die Auslösung des Impulses nur durch die durch das Schmelzschweissen einfallende Lichtquelle S gegeben wird.

Ueber dem photoelektrischen Impulsgeber 9 ist ein Rohr mit Lichtfilter 11 angebracht, das das Auslösen von unnötigen Lichtimpulsen verhindert, d.h. Lichtimpulse, die nicht im Blickfeld oder im abgestimmten Spektrum liegen, schliessen die Blende 4 nicht.

Der Empfänger 9 ist so abgestimmt, dass nur die massgebende Frequenz des Ultraschalles (Modulation, Schweissgeräusch) den Impuls auslösen kann.

Das Steuergerät 10 ist durch einen Transistorverstärker gebildet und besteht aus handelsüblichen elektronischen Elementen und ist vorzugsweise in einem kleinen Kunststoffgehäuse eingebaut. Das Steuergerät IO ist so klein, dass es ohne weiteres im Schild oder im Helm 1 ob der Blende 4 oder an der Brille 13 ob den Gläsern 12 eingebaut werden kann.

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Die Leistung für die elektromagnetische Kraft und für das Steuergerät ist so gering, dass sie vorzugsweise mittels Batterien, die direkt im Helm eingebaut sind, oder aus Gewichtsgründen in der Brusttasche getragen werden oder aufladbaren Kleinstakkumulatoren, die durch eine Steckverbindung mit dem Helm verbunden sind, gespeist werden kann.

In Fig. 4 ist die automatische Schutzblendevorrichtung in einen Schutzhelm 1 eingebaut. 2 ist das Sichtfenster des Schutzhelmes, bei welchem die Schutzblende aus einem festen und einem beweglichen Teil 3 bzw. 4 besteht. In Fig. 5 bezeichnet B die Sichtöffnung der Schutzblende. Die Teile 3 und 4 bestehen aus Dunkelglas. Der bewegliche Teil 4 ist wiederum durch ein elektromagnetisches Steuersystem 5, 6, 7, 8 betätigbar. Im Oberteil des Schutzhelmes 1 ist ein Miniventilator 14 eingebaut, welchem ein elektronisches Steuersystem 15 zugeordnet ist. 16 ist ein seitlich an der Helm-Innenwand angebauter Kühlluftkanal, welcher einen Teil des gegen die Elektronik 15 gerichteten Kühlluftstromes abzweigt und direkt dem elektromagnetischen Steuersystem 5, 6, 7, 8 zuführt. Ein Teil des durch den Kanal 16 geführten Kühlluftstromes wird durch am Kanal 16 angebrachte Oeffnungen 17 abgezweigt und belüftet das Sichtfenster, wodurch ein Anlaufen oder Beschlagen des letzteren verhütet wird.

Beim Sichtfenster nach Fig. 6 ist wiederum mit 3 der feste und mit 4 der bewegliche Teil desselben bezeichnet. An zwei Bolzen 18 des beweglichen Blendenteils 4 greift ein um Achsbolzen 19 verschwenkbares Hebelpaar 2O an, dessen gegeneinander gerichtete Enden durch einen Gelenkbolzen 21 mit dem einen Ende eines um einen Achsbolzen 22 verschwenkbaren Hebels 23 verbunden sind. Das andere Ende des· Hebels 23 ist durch ein Verbindungsglied 24 mit dem einen Ende eines um einen Achsbolzen 25 verschwenkbaren Ankers 26 gelenkig verbunden. Der Anker 26 wird durch einen Elektromagnet 27 entgegen der-Wirkung einer Feder 28 betätigt. In stromlosem

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Zustand des Elektromagneten wird der bewegliche Blendenteil 4 durch das unter Federwirkung im Sinn der Pfeile a bewegte Hebelsystem in die Offenstellung nach unten verschoben, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist. Bei Erregung des Elektromagnets 27.wird der Anker 26 entgegen der Wirkung der. Feder 28 angezogen, so dass der bewegliche Blendenteil 4 ' durch das im Sinne der Pfeile b verschwenkende Hebelsystem in die Schliessstellung gemäss Fig. 7 nach oben geschoben wird.

Beim Sichtfenster nach Fig. 8 ist das aüssenseitige, gänzlich durchsichtige Schutzglas mit 2 bezeichnet-. Als Blende dient ein Dunkelglas 3, 4, bei welchem der Teil 3 fest angeordnet und der Teil 4 vertikal beweglich ist und mit dem Hebelsystem gemäss Fig. 7 in Verbindung steht. Der Innenseite der Blende 3, 4 ist ein absolut durchsichtiger UV-Filter 29 zugeordnet, dessen unterer Teil im Bereich der Blendenöffnung B innenseitig mit einem dünnen Spiegelbelag 30 versehen ist, der von innen nach aussen die Durchsicht erlaubt, jedoch den Durchtritt schädlicher Strahlen von aussen nach innen verhindert. Die Filterscheibe 29 verhindert den Durchlass ultravioletter Strahlen.

Das in Fig. 9 dargestellte Sichtfenster weist eine zweiteilige Blende 3', 4¹ auf, deren fester Teil 3^r als Polaroid-Polarisator in der X-Axe wirkt. Der durch ein elektromagnetisches Steuersystem betätigbare, bewegliche Blendenteil 4* ist in der Offenstellung gezeichnet und bildet eine Polaroidscheibe, dessen Polarisation in der Y-Axe verläuft. Da die beiden Polarisationsscheiben 3^! und 4¹ in Bezug auf ihre Polarisations-Axen um 90 Winkelgrad zueinander verdreht verlaufen, gestatten beide Scheiben 3¹ und 4' für sich allein, also bei geöffneter Blende eine ungehinderte Lichtdurchlässigkeit. Bei geschlossener Blende, also bei in die strichpunktierte Stellung gehobener, beweglicher Blende 4* wird die Lichtdurchlässigkeit je nach Polarisation bis auf O,001 % reduziert.

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Gemäss einer Variante in Fig. IO und 11 können die Scheiben 3 und 4 des Sichtfensters aus Polaroidstreifen zusammen-, gesetzt oder mit Polaroidstreifen belegt sein, und zwar so, dass abwechselnd in der X- und Y-Axe polarisierte Streifen aufeinander folgen, wie dies in Fig. 10 und 11"veranschaulicht ist. In Fig. 10 sind die beiden Scheiben 3" und 4" durch entsprechende Verschiebung gegeneinander so eingestellt, dass gleich polarisierte Streifen in sich deckende Stellung gebracht sind. In diesem Fall besteht eine vollkommene Lichtdurchlässigkeit. In Fig. 11 sind die beiden Scheiben 3" und 4" durch entsprechende Verschiebung gegeneinander so eingestellt, dass verschieden polarisierte Streifen in sich deckende Stellung gebracht sind. In diesem Fall ist der Lichtdurchlass verhindert. · Diese Bauweise gestattet einen sehr kleinen, dem Abstand der Streifen X, Y entsprechenden Schiebeweg des beweglichen Blendenteiles 4" "zwischen Offen- und Schliessstellung.

Fig. 12 und 13 zeigen ein Sichtfenster mit einer festen Scheibe 3' und einer gegenüber dieser um 90 Winkelgrad ver- ■ drehbaren Scheibe 4¹. Die drehbare Scheibe 4' ist in einen Ringrahmen 31 gefasst, welcher mit einer Umfangsverzahnung 32 versehen ist und durch drei in die Umfangsverzahnung eingreifende Zahnritzel 33, 33* drehbar gelagert ist. Die Drehverstellung der Scheibe 4' gegenüber der Scheibe 3' kann durch eine am Zahnritzel 33* angreifende Zahnstange erfolgen. Die feste Scheibe 3' ist beispielsweise mit einer in der Y-Axe verlaufenden Polarisation versehen. Die bewegliche Scheibe 4¹ kann durch Drehen so eingestellt werden, dass deren Polarisation in Bezug auf jene der Scheibe in einer um 9O Winkelgrad verdrehten Stellung, also in der X-Axe verläuft, wie dies in Fig. 12 durch entsprechende Schraffierung angedeutet ist. Bei dieser Einrichtung kann aber auch jeder beliebige Lichtdurchlässigkeitsgrad eingestellt werden, da die bewegliche Scheibe 4¹ auch in einem beliebigen Winkel zwischen 0 und 90° zur Scheibe eingestellt werden kann. Bei Einstellung auf 0° weisen beide

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65O3/OI/Ch/gn - 8 - 3. Oktober 1973 Scheiben 3¹ und 4¹ übereinstimmende Polarisation auf, so dass ein ungehinderter Lichtdurchlass besteht, während bei Einstellung auf 9(
X-Axe verläuft.

stellung auf 9O die Polarisation der Scheibe 4¹ in der

Durch den direkten Einbau des Miniventilators in den Helm Fallen die bei Schweissarbeiten besonders hinderlichen Luftzuführungsschläuche, welche die Vorrichtung mit einem stationären Ventilator verbinden, weg. Ferner werden nach Fig. 5-13 durch von diesem ausgehende Teilströme die Bestandteile des elektronischen und elektromagnetischen Steuersystems vor Ueberhitzung geschützt.

Der beschriebene Erfindungsgegenstand ermöglicht ein rationelleres und augenunfallverhinderndes Arbeiten mittels Lichtbogen- und Autogen-Schweissanlagen.

- 9 -Ansprüche

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Claims

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Patentansprüche

Automatische Schutzblendevorrichtung an Schutzschildern, Schutzhelmen oder Schutzbrillen, insbesondere für Schmelzschweissungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzblende (4) beim Aufleuchten des Schweisslichtes (S) resp. Schweissgeräusches durch photoelektrischen oder Ultraschalleffekt (9) in Bruchteilen von Sekunden über ein Steuergerät (1O) mit Transistorverstärker mittels elektromagnetischer Kraft (6) schliesst.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mit einer Photodiode oder einem Photowiderstand (9) als Impulsgeber versehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mit einem Ultraschallempfänger (9) als Impulsgeber versehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzblenden ( 3 und 4) als Lichtfilter (Dunkelglas) ausgebildet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (4) als Drehklappe (Fig. 3) oder als Schieber (Fig. 4) ausgebildet ist.
6. Vorrichtung mit einer Frischluftzuführung zum Gesicht des Trägers, zum Sichtfenster und zu einer Steuerung für die Betätigung der Schutzblende nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Helm (1) ein Miniventilator {14) vorgesehen ist, von welchem die Luft in Teilströmen verschiedenen am Helm örtlich getrennt angeordneten, beim Betrieb sich erwäremenden Bestandteilen des elektronischen und elektromagnetischen -Steuersystemes (5, 6, 7, 8) zwecks Kühlung

• XO -

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bei gleichzeitiger Belüftung des Sichtfensters (2) und der Blende (3, 4) zugeführt wird.
7. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühl luftzuführung zum Teil mittels eines Luftkanales (16) erfolgt, der einen Teil des vom Ventilator (14) erzeugten, gegen das elektronische. Steuersystem (15) gerichteten Luftstromes zum elektromagnetischen Steuersystem (5, 6, 7, 8) leitet und Qeffmangen' (17) für die Abzweigung eines Teils der Kühlluft für die Belüftung des Sichtfensters (3, 4) aufweist.
8. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (26) des Elektromagnets (27) für die Betätigung des beweglichen Teils (4) des¹ Sichtfensters (3, 4) durch ein Hebelsystem für die'Bewegungsübertragung mit dem beweglichen Teil (4) des Sichtfensters verbunden ist.
9. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem Sichtfenster (3, 4) eine den Durchgang von Ultravxolettstrahlen verhindernde Filterscheibe (29) zugeordnet ist.
10. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem aus einer festen und einer durch Verschieben beweglichen Scheibe gebildeten Sichtfenster (3¹, 4*) die feste Scheibe (3¹) als Polaroid-Polarisator in der X-Axe wirkt, während die bewegliche, als Blende benützte Scheibe (4¹) als Polaroid-Polarisator in der Y-Axe wirkt, so dass beide Scheiben in sich nicht deckender Stellung für sich allein den vollen Lichtdurchlass gewähren, dagegen in sich deckender Stellung den Lichtdurchlass verhindern.
11. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass beide Scheiben (3", 4") des Sichtfensters

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aus Polaroid-Streifen (χ, y) zusammengesetzt oder mit Polaroid-Streifen (χ, γ) belegt sind, die in wechselnder Aufeinanderfolge in der X- oder Y-Axe ausgerichtete Polarisation aufweisen, so dass durch eine kleine, quer zu den Streifen gerichtete Verschiebung der beweglichen Scheibe (4") um die Streifenbreite eine Oeffnung oder Schliessung der Blende bewirkt wird.
12. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass beide Scheiben (3^l, 4') des Sichtfensters aus Polaroidscheiben bestehen, wobei die bewegliche Scheibe (4¹) gegenüber der festen Scheibe (3¹) um 90 Winkelgrad verdrehbar gelagert ist, so dass je nach Winkelstellung der beiden Scheiben zueinander die Lichtdurchlassigkeit nach Bedarf variiert werden kann.

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