DE2747618A1 - Verbesserte schutzvorrichtung, insbesondere fuer schweiss- und schneidarbeiten - Google Patents

Description

Anm.: Technisch Bureau A.B.O.F. 1972 B.V. Joubertstr, 10-12
Nijmegen (Niederlande)

Verbesserte Schutzvorrichtung, insbesondere für Schweiß- und Schneidarbeiten

Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung, insbesondere Schutzmaske oder Schutzhaube, für Arbeiten in Bereichen stark schwankender Lichtintensität, mit einem Sichtfenster, das einen Bereich mit zwei gegeneinander verstellbaren Gitterträgern aufweist, deren Bewegung entsprechend der auf die Schutzvorrichtung fallenden Lichtintensität und/oder Lichtart elektromagnetisch steuerbar ist, und mit denen wenigstens Teile der Fensteröffnung des Sichtfensters verdunkelt oder durchscheinend gemacht werden können, wobei die Gitterträger aus für sichtbares lichtpurchlässigen und die verdunkelnden Bereiche (die Gitterstreifen) aus für sichtbares Licht stark lichtabsorbierendem Material bestehen, bei der ferner im Bereich des Sichtfensters photoelektrische Elemente vorhanden sind, die ein Steuersignal entsprechend der auf die Schutzvorrichtung auffallenden Lichtintensität erzeugen, welches einen Steuerkreis zur Betätigung elektromagnetischer Steuerelemente beeinflußt, nach Patent (Patentanmeldung P 25 50 559.3).

Die Schutzvorrichtung dient in einer Ausgestaltung als Schutzhaube oder Schutzschild als Sichtschutz bei Schweißarbeiten; sie kann jedoch auch in eine Schutzwand eingebaut werden. Die Erfindung dient dazu, bei Schweißarbeiten, in Gießereien, Walzwerken, physikalischen Labors und ähnlichen Anwendungsbereichen das menschliche Auqe gegen

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zu große Lichtintensität zu schützen.

Die bisher gebauten Vorrichtungen nach der Erfindung arbeiten grundsätzlich zufriedenstellend. Zur Weiterentwicklung dieses Standes der Technik wird nun vorgeschlagen, die Lichtabsorptionsfähigkeit des Fensters über die Höhe der Fensteröffnung abzustufen. Die Ausnutzung dieses Erfindungsgedankens löst verschiedene Aufgaben, je nach Ausgestaltung:

a) Wie in der Stammanmeldung beschrieben, sind für die Lichtabsorption der Schutzgläser bei verschiedenen Elektroschweißarbeiten bestimmte Normwerte vorgeschrieben. Bei Wechsel des Arbeitsgegenstandes müssen daher auch die Fenster ausgewechselt werden.

Weisen dagegen die verdunkelnden Gitterstreifen von oben nach unten über die Sichtöffnung verschiedene Absorptionsgrade auf, dann lassen sich von oben nach unten die verschiedenen Normen von schwach absorbierend bis stark absorbierend mit dem gleichen Glas durchlaufen. Ein Auswechseln des Glases ist nicht mehr erforderlich.

b) Im Rahmen der Erfindung ist auch möglich, bei dem am Helm be festigten Fenster nur den unteren Teil der Sichtöffnung als Gitter auszubilden, während der obere Teil eine festgelegte, starke Lichtabsorption besitzt und nur aus einer unbeweglichen Scheibe besteht. Bei dieser Gestaltung ist die zu bewegende Masse wesentlich verkleinert, wodurch Stromverbrauch und Schalt-

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zeit verringert werden.

Beide Möglichkeiten lassen sich auch ohne weiteres kombiniert anwenden. Selbstverständlich ist auch möglich, den unteren Teil der Sichtöffnung mit einer konstanten, hohen Durchlässigkeit zu versehen und das Gitter nach oben zu legen. Wichtig ist der Grundgedanke, daß neben dem mit Gitter versehenen Teil auch ein Sichtbereich vorhanden ist, der nicht auf einfallendes Licht reagiert.

Als besonders vorteilhaft wird angesehen, wenn die Zone mit dem konstanten Lichteinfall manuell eingestellt werden kann dadurch, daß diese aus zwei hintereinander liegenden Absorptionsgläsern (Graukeile) gebildet ist_# die, jedes für sich, von links nach rechts bzw. von rechts nach links abnehmende Absorptionsstärke aufweisen und gegeneinander verschiebbar sind. Hierdurch lassen sich für die oberhalb des Gitters liegende Zone feststehende Absorptionsstärken vorher einstellen.

Für alle Arbeitsbedingungen und Ausftihrungsformen empfiehlt es sich, daß das Trägermaterial und die Gitterstreifen die unsichtbare Strahlung am Rande des sichtbaren Lichtspektrums möglichst weitgehend ausfiltern bzw. daß die Gitterstreifen in ihrer Filterwirkung an die entsprechenden Normen für Elektroschweißen angepaßt sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung erläutert

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Die Figuren der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 Als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Schweiß-Schutzhaube mit einem zweigeteilten Sichtfenster gemäß Erfindung;

Fig. 2a, 2b Die zueinander verstellbaren Gitterträger schematisch; Fig. 3 Ein Sichtfenster in Draufsicht;

Fig. 4 Einen Schnitt gemäß IV ... IV in Fig. 3;

Fig. 5 Eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sichtfensters;

Fig. 6 Ein Diagramm für die Lichtabsorptionen, gemessen über die senkrechte Ausdehnung des Sichtfensters bei verschiedenen Aus führungs formen.

Fig. 1 zeigt eine Schweiß-Schutzhaube 60, die im wesentlichen aus einem helmartigen Teil 70, der mit Riemen 61 am Kopf der Trägerperson befestigt werden kann, sowie aus einem Sichtfenster 62 besteht. Das Sichtfenster als Ganzes weist einen durchsichtigen oberen Teil 63 auf, der vor den Augen der Trägerperson liegt, und einen unteren Teil 64, der die Teile der elektronischen Steuerung trägt. Beide Teile sind von einer Kunststoffplatte als Rahmen getragen, welche in Führungsschienen 65 auf- und abbewegt werden kann, so daß ein Einschnitt im helmartigen Teil 70 vor den Augen der Trägerperson freigelegt wird. Es ist demnach möglich, bei Bedarf das Sichtfenster mit der elektronischen Steuerung auszuwechseln.

Das Sichtfenster ist gemäß der Erfindung so ausgestaltet, daß ein unterer Abschnitt 72 bei Unterbrechung der Schweißarbeiten eine hohe Durchlässigkeit besitzt und bei Aufnahme der Arbeiten, d.h.

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bei Auftreten des intensiven Schweiß-Lichtbogens, sich verdunkelt, und eine extrem hohe Lichtintensität weitgehend absorbiert, jedoch nur so weit/ daß die Trägerperson (der Schweißer) die Schweißstelle noch beobachten kann.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist der obere Teilabschnitt 71 des durchsichtigen Teiles 63 dagegen nicht ab wechselnd automatisch zu erhellen oder zu verdunkeln. Die eigentliche Sichtöffnung (Bezugszahl 63) besteht demnach aus einem oberen (Bezugszahl 71) und einem unteren Teilbereich 72, welche als zwei übereinanderliegende, waagerechte Streifen ausgebildet sind. Der obere Teilbereich 71 besitzt einen festgelegten, konstanten Durchlaßfaktor, der von der Bewegung des unteren Teiles 72 nicht beeinflußt wird.

Der untere Teil ist ähnlich aufgebaut wie die automatisch steuerbare Gittervorrichtung gemäß Stammanmeldung. Dieser Teil des Sicht fensters ist zweischichtig aufgebaut. Einen Schnitt durch den Teil 72 zeigen die Fig. 2a und 2b.

Der Teil 72 des Sichtfensters 62 besteht aus zwei übereinander an geordneten Gittern 66 und 67. Das eine Gitter 67 ist an seinen Kanten fest mit einer Sichtfensterplatte 48 verbunden, während das andere Gitter 66 gegenüber dem Gitter 67, welches zwischen Platte 68 und erstem Gitter liegt, etwas hin- und her beweglich angeordnet ist. Auf den Fig. 2a und 2b ist erkennbar, daß die Gitter schwach absorbierende Lücken 104 und stark absorbierende Streifen 102, 103 aufweisen. Werden die Streifen übereinandergestellt

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(Fig. 2b), so ist der stark lichtabsorbierende Zustand erreicht.

Die Gitter selber bestehen aus einem Gitterträger von etwa 0,1 mm Stärke aus Glas oder durchsichtigem Kunststoff. Die Gitterstreifen, d.h. die stark absorbierende Substanz, ist aufgedruckt, aufgedampft, eingeätzt oder mit Hilfe eines photographischen Verfahrens aufgebracht. Sie besteht beispielsweise aus Silber. Im Prinzip eigent sich jedes Verfahren, eine feste Substanz auf einem keramischen oder sonstigen Träger aufzubringen, zur Herstellung der Gitterträger. Zwischen den Gitterträgern ist noch ein (nicht dargestellter) Abstandshalter gelegt, der den Reibungswiderstand vermindert und den Verschleiß der Gittersubstanz ausschließt. In Richtung der Bewegung ist die gemeinsame Breite von Gitterstreifen plus Sichtstreifen etwa 2 mm, so daß nur eine kleine Bewegung des einen Gitterträgers erforderlich ist.

In Fig. 3 ist das Prinzip eines zweiteiligen Sichtfensters mit einem unteren, mit Gittern versehenen Teil und einem oberen Teil mit konstanter Lichtdurchlässigkeit dargestellt. Die Fig. 3 zeigt das Sichtfenster, welches in Fig. 1 in seiner Gebrauchsposition dargestellt ist, in Draufsicht. Wie bereits erläutert, ist eine Sichtfenster-Platte 68 vorgesehen, die einen oberen Teil 63 (Sichtbereich) und einen unteren Teil 64 (Steuerungsbereich) umfaßt.

Das bewegliche Gitter 66 ist an der unteren Kante im Bereich des

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Gitterträgers über einen Fortsatz mit einem Block 50 als Verbindungsstück fest verbunden. Der Block 5O läuft in einen Zapfen 42 aus. Der Zapfen ragt in einen Anker 40 aus Eisen hinein, der aus zwei Backen 45, 46 und einem Verbindungsbolzen besteht. Zwischen die Backen v/ird der Zapfen 42 wie in einen Schlitz eingeschoben und auf Sitz dort gehalten. Der Anker wird über eine Zugfeder 47 zusammen mit den beweglichen Gitterträger angezogen, so daß letzterer auf eine Führungsschiene 48 gepreßt wird.

Der Anker 40 ist beweglich zwischen Jochen 122, 134 von zwei kleinen Magnetspulen 21, 33 angeordnet, die je nach erwünschtem Schaltzustand von Strom durchflossen werden und den Anker zu sich herüberziehen. Gleichzeitig wirken die Stirnflächen der Joche als Kontaktflächen. Das Joch-Material ist Eisen, welches nach Abschalten des Stroms eine gev/isse Remanenzmagnetisierung behält, so daß der Anker in dem jeweils letzten Zustand in Berührung mit einer der beiden Kontaktflächen verharrt. Bei der Bewegung des Ankers wird der Block 50 zusammen mit dem Gitter 66 bewegt. Der Ausschlag der Bewegung ist gerade so groß, daß in einem Zustand die Streifen des Gitters 66, 67 übereinander (schwach absorbierend)und beim anderen Zustand genau auf Lücke stehen (stark absorbierend). Die Kontakte, Spulen und weitere mechanische und elektronische Teile bilden ein System, welches mit zwei photoelektrischen Elementen 1,2 zusammenwirkt, die im unteren Teil 64 angebracht sind und bei wechselnder äußerer Lichtintensität die Gitterbewegung steuern. Einzelheiten dieses Steuerungsmechanismus sind aus der Stammanmeldung ersichtlich. Weiterhin ist

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aus der Fig. 3 zu erkennen, daß der obere Teilbereich 71 ein etv/as verkleinertes Sichtfenster 73 aufweist, v/elches zu beiden Seiten von zwei Blenden 74 und 7 5 begrenzt ist. Die Blenden haben gleichzeitig die Aufgabe, als Führung für sogenannte Graukeile 76, 77 zu dienen, v/elche übereinander liegen und gegenseitig verschiebbar angeordnet sind. Die Graukeile besitzen an ihren Außenseiten Handgriffe 78, so daß sie von dem Träger hin- und hergeschoben werden können.

Die Funktion der Graukeile 76, 77 ist erkennbar aus dem Schnittbild Fig. 4. In diesem Bild ist angedeutet, daß auf zwei planaren Trägerplatten 80, 81 absorbierende Schichten aufgedampft sind, welche von der einen Seitenkante zur anderen (d.h. von rechts nach links bzw. von links nach rechts) abnehmende Absorptionsstärken aufv/eisen. Bei in Lichtdurchgangsrichtung hintereinander liegenden Graukeilen 76 und 77 liegen also die Bereiche der größten Absorption jeweils an den Außenseiten. Bei Verschieben der Graukeile 76/ 77 gegeneinander ist bei Überdeckung der stark absorbierenden Bereiche im Sichtfenster 73 eine stark Absorption erreicht, während bei Auseinanderziehen der Elemente 76, 77 im Sichtfenster 73 eine schwache Absorption erreicht wird. Bei entsprechender Skalierung der Graukeile läßt sich demnach vor Arbeitsbeginn von dem Benutzer des Films eine bestimmte Durchlässigkeit im Sichtfenster 73 vorher einstellen. Das bedeutet, daß diese Stärke jeweils auf die Arbeitsbedingungen einstellbar ist, so daß bei geschlossenem unteren Teil (Gitterteil) eine kontinuierlich verdunkelte Fläche, die für den Benutzer ein angeneh-

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mes Arbeiten bedeutet, ergibt. Sobald kein intensives Licht mehr auf die Schutzvorrichtung fällt, öffnet der gitterförmige untere Teil der Maske und erlaubt es dem Benutzer, durch diesen Teil hindurchzublicken und das Werkstück zu begutachten.

In Fig. 5 ist eine ander·AusfUhrungsform der Vorrichtung gemäß Fig. 3 dargestellt. Äußerlich gesehen ähnelt diese Vorrichtung im wesentlichen der der Stanunanmeldung. Es sind Gitterstreifen vorhanden, die von oben nach unten durchlaufen. Der Unterschied zu der Vorrichtung gemäß Stammanmeldung besteht darin, daß das Strichmaterial in der Dicke variiert. Es ist im unteren Bereich (in der Nähe der elektronischen Teile) dicker als oben. Bei ge schlossenem Gitter sind die Absorptionswerte der Gitterstreifen so eingestellt, daß im oberen Teil die Normwerte für weniger lichtintensive Arbeiten erfüllt werden, wHhrend im unteren Teil die Normwerte für sehr stark lichtintensive Arbeiten eingehalten werden. Für den Benutzer bietet eich damit die Möglichkeit, durch entsprechende Blickrichtung in den Bereich zu schauen, der die passende Absorption aufweist. Durch eine entsprechende Strich markierung am inneren Teil des Gitters ist möglich, daß der Benutzer auf jeden Fall zu hohen Lichteinfall vermeidet. Ein Gitter mit variierenden Strichdicken läßt sich dadurch herstellen, daß mittels eines Photodruckverfahrens durch entsprechend gesteuerte Belichtungszeiten eine variable Silberdicke in den Streifenbe reichen erzeugt wird. Das Gitter gemäß Fig. 5 besteht ebenfalls aus zwei Teilen 66, 67, von denen das eine an der unteren Kantenfläche über einen Fortsatz mit einem Block 50 als Verbindungsstück fest verbunden ist. Die elektromechanische Steuerung und

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Beeinflussung geschieht dabei entsprechend der der Stammanmeldung und bracht hier nicht im einzelnen erläutert zu werden. Die Bezugs zahlen entsprechen ebenfalls denen der Stammanmeldung.

In Fig. 6 sind in Diagrammform die einzelnen Ausführungsformen der Erfindung zusammenfassend dargestellt. Auf der Abszisse (X-Achse) ist die Höhenausdehnung des gesamten Sichtfensters von der Oberkante zur Unterkante aufgetragen. Bei M ist die M itte bzw. Trennlinie zwischen den beiden Fensterbereichen 71, 72 gegeben. Auf der Ordinate ist die Lichtabsorption aufgetragen, wobei als Maßstab die maximale Lichtabsorption mit 100 % angegeben ist.

Die Kurve A stellt die Lichtabsorption bei geschlossenem Gitter und nicht genau abgestimmter Lichtabsorption durch das Fenster im oberen Bereich 71. Hierbei ergibt sich vom linken Teil der Kurve A zum rechten Teil ein Sprung in der Absorption. Durch Abstimmung der Graukeile 76, 77 durch gegenseitiges Verschieben läßt sich zunächst die Kurve B und dann die Kurve C bei der Absorption erzeugen.

Als weiterer Kurvenzug ist die Kurve D eingezeichnet. Diese bezieht sich auf eine Ausführungsform gemäß Fig. 5. Es wird hierbei bei geschlossenem Gitter eine kontinuierliche Zunahme der Absorption von der Oberkante zur Unterkante vorgesehen. Wie eingangs beschrieben, geschieht dies durch die wachsende Stärke der Gitterstreifen.

Insgesamt sind damit dem erfinderischen Prinzip verschiedene,

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sehr nützliche Fortentwicklungen des Gegenstandes der Stammanmeldung möglich.

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Claims (4)

1. Patentansprüche

   f 1/j Schutzvorrichtung, insbesondere Schutzmaske oder Schutzhaube, für Arbeiten in Bereichen stark schwankender Lichtintensität, mit einem Sichtfenster, das einen Bereich mit zwei gegeneinander verstellbaren Gitterträgern aufweist, deren Bewegung entsprechend der auf die Schutzvorrichtung fallenden Lichtintensität und/oder Lichtart elektromagnetisch steuerbar ist, und mit denen wenigstens Teile der Fensteröffnung des Sichtfensters verdunkelt oder durchscheinend gemacht werden können,

   aus
   wobei die Gitterträgerv/für sichtbares Licht lichtdurchlässigem und die verdunkelnden Bereiche (die Gitterstreifen) aus für sichtbares Licht stark lichtabsorbierendem Material bestehen, bei der ferner im Bereich des Sichtfensters photoelektrische Elemente vorhanden sind, die ein Steuersignal entsprechend der auf die Schutzvorrichtung auffallenden Lichtintensität erzeugen, welches einen Steuerkreis zur Betätigung elektromagnetischer Steuerelemente beeinflußt, nach Patent (Patentanmeldung P 25 50 559.3),
   dadurch gekennzeichnet, daß

   die Lichtabsorptibnsfähigkeit des Fensters bei geschlossenem Gitter über die Höhe der Fensteröffnung abgestuft ist.
2. 2. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fensteröffnung (62) des Sichtfensters wenigstens einen oberen und einen unteren, als waagerechten Streifen ausgebildeten Teilbereich (71 bzw. 72) besitzt, und daß der obere

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   Teilbereich konstant auf bestimmte Durchlässigkeit einstellbar ist, und daß der untere Teilbereich mit Hilfe des Steuerkreises zu öffnen und zu schließen ist.
3. 3. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterstreifen von unten nach oben in der Sichtöffnung in ihrer Absorptionsstärke zunehmen.
4. 4. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung eines einstellbaren oberen Teilbereichs (71) dieser aus zwei hintereinander liegenden Absorptions-Graukeilen (76, 77) gebildet ist, die, jeder für sich, von links nach rechts bzw. von rechts nach links abnehmbaren Absorptionsstärke aufweisen und gegeneinander verschiebbar sind.

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