DE2747618C2 - Schutzvorrichtung, insbesondere für Schweiß- und Schneidarbeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung, wie Schutzmaske oder Schutzhaube, insbesondere für Arbeiten in Bereichen stark schwankender Lichtintensität, mit einem Schutzfenster, das zwecks Lichteinfallbegrerizung einen Bereich mit zwei gegeneinander verschieblich einstellbaren Trägern für optische Gitter aufweist, deren Einstellung nach Maßgabe der auf die Schutzvorrichtung einwirkenden Lichtintensität insbesondere selbsttätig elektromagnetisch derart steuerbar ist, daß wenigstens Teile der öffnung des Schutzfensters mehr oder weniger durchscheinend gemacht werden können, wobei die Gitterträger aus für sichtbares Licht durchlässigem, und die Gitterstreifen aus für sichtbares Licht stark absorbierendem Material bestehen.

Eine Schutzvorrichtung der genannten Gattung dient beispielsweise als Schutzhaube oder Schutzschild zum Schutz der Augen bei Schweißarbeiten; sie kann jedoch auch in eine Schutzwand eingebaut werden. Sie soll z. B. bei Schweißarbeiten, in Gießereien, Walzwerken, physikalischen Labors und ähnlichen Anwendungsbereichen das menschliche Auge gegen große und insbesondere oft wechselnde Lichtintensität schützen. Eine derartige Vorrichtung, deren Schutzwirkung infolge Lichtabsorption sich selbsttätig nach Maßgabe des Lichteinfalles einstellt, ist Gegenstand des älteren deutschen Patents 25 50 559.

Diese Vorrichtung arbeitet grundsätzlich zufriedenstellend. Zur Weiterentwicklung wird nun vorgeschlagen, die Lichtabsorptionsfähigkeit des Fensters über die ίο Höhe der Fensteröffnung abzustufen. Die Nutzung dieses Erfindungsgedankens löst verschiedene Aufgaben, je nach Ausgestaltung:

a) Wie in der genannten DE-PS beschrieben, sind für die Lichtabsorption der Schutzgläser bei unterschiedlichen Elektroschweißarbeiten bestimmte Norm werte vorgeschrieben. Bei Wechsel des Arbeitsgegenstandes oder Verfahrens müssen daher auch die Schutzgläser ausgewechselt werden.

Weisen dagegen die verdunkelten 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 Schutzglas durchlaufen. Ein Auswechseln des Schutzglases ist nicht mehr erforderlich.

b) Zur Verbesserung und Vereinfachung einer Schutzvorrichtung nach der älteren Anordnung ist es auch möglich, bei dem am Helm befestigten Schutzglas beispielsweise nur den unteren Teil als Gitter auszubilden, während der obere Teil ein Glas mit erfindungsgemäß abgestufter, insgesamt relativ starker Lichtabsorption besitzt, und aus einer unbeweglichen Scheibe besteht. Hierdurch wird erreicht, daß bei der bekannten Schutzvorrichtung die zu bewegende Masse wesentlich verkleinert ist, wodurch Stromverbrauch und Schaltzeit verringert werden.

Beide Möglichkeiten lassen sich auch kombiniert anwenden. Es ist auch möglich, den unteren Teil der Sichtöffnung mit einem Glas von in vertikaler Richtung abgestufter, optischer Durchlässigkeit zu versehen und das selbsttätig einstellbare optische Gitter nach oben zu legen. Wichtig ist der Grundgedanke, daß neben dem mit Gitter versehenen selbsttätig einstellbaren Teil des Schutzglases auch ein Sichtbereich vorhanden ist, der nicht auf einfallendes Licht reagiert, sondern vom

Träger z. B. durch Änderung der Kopfhaltung mehr oder weniger stark abgeblendet werden kann.

Als besonders vorteilhafte Möglichkeit wird hierbei auch angesehen, wenn der Teilbereich mit dem abstufbaren Lichteinfall manuell eingestellt werden kann, dadurch, daß diese aus zwei hintereinanderliegenden Absorptionsgläsern (Graukeile) gebildet ist, die, je für sich, von links nach rechts bzw. von rechts nach links abnehmende Absorptionsstärke aufweisen und gegeneinander verschiebbar sind. Hierdurch lassen sich für oberhalb oder unterhalb des Gitters liegende Teilbereiche feststehende Absorptionsstärken vorher einstellen. Für alle Arbeitsbedingungen und Ausfuhrungsformen empfiehlt es sich, daß das Trägermaterial und die Gitterstreifen die unsichtbare Strahlung am Rande des sichtbaren Lichtspektrums 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 Die Figuren der Zeichnung zeigen

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

F i g. 2a, 2b die zueinander verstellbaren Gitterträger schematisch;

F i g. 3 ein Sichtfenster in Draufsicht;

F i g. 4 einen Schnitt gemäß IV... IV in F i g, 3;

Fig.5 eins weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sichtfensters;

Fig.6 ein Diagramm für die Lichtabsorptionen, gemessen über die senkrechte Ausdehnung des Sichtfensters bei verschiedenen Ausführungsformen.

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 — wie bekannt — Teile einer elektronischen Steuerung trägt. Beide Teile sind von einer Kunststoffplatte als Rahr ?n geiragen, weiche 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 Vorrichtung nach der DE-PS 25 50 559 so ausgestaltet, daß ein unterer Abschnitt 72 bei Unterbrechung der Schweißarbeiten eine hohe Durchlässigkeit besitzt und bei Aufnahme der Arbeiten, d. h. bei Auftreten des intensiven Schwe,3-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.! dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der obere Teilabschnitt 71 des Teiles 63 dagegen nicht abwechselnd automatisch zu erhellen jder 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 un.eren Teiles 72 nicht beeinflußt wird.

Der untere Teil irt ähnlich aufgebaut wie die automatisch steuerbare Gittervorrichtung gemäß der Vorrichtung nach der DE-PS 25 50 559. Dieser Teil des Sichtfensters ist zweischichtig aufgebaut. Einen Schnitt durch dt-n Teil 72 zeigen die F i g. 2a und 2b.

Der Teil 72 des Sichtfensters 62 besteht aus zwei übereinander angeordneten Gittern 66 und 67. Das eine Gitter 67 ist an seinen Kanten fest mit einer Sichtfensterplatte 68 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 F i g. 2a und 2b ist erkennbar, daß die Gitter schwach absorbierende Lücken 104 und stark absorbierende Streifen 102, 103 aufweisen. Werden die Streifen übereinandergestellt (Fig.2b), so ist der stark lichtabsorbierende Zustand erreicht.

Die Gitter seihst bestehen aus einem Gitterträger von etwa 0,1 mm Stärke aus Glas oder durchsichtige.η Kunststoff. Die Gitt..',streifen, d. h. die stark absorbierende Substanz, ist aulgedruckt, aufgedampft, eingeätzt oder mit Hilfe eines photographischen Verfahrens aufgebracht. Sie besteht beispielsweise aus Silber. Im Prinzip eignet 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 (Sichtbei eich) und einen unteren Teil 64 (Steuerungsbereich) umfaßt.

Das bewegliche Gitter 66 ist an der unteren Kante im Bereich des Gitterträgers über einen Fortsatz mit einem Block 50 als Verbindungsstück fest verbunden. Der Block 50 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 wird der Zapfen 42 wie in einen Schlitz eingeschoben und aul Sitz dort gehalten. Der Anke: 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 gewisse Remanenzmagnetisierung behält, so daß der Anker in dem jeweils letzten Zustand in Berührung mit einer der beiden Kontaktflächen verharrt. Bei der Bewegung des Anke^rs 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 '.veitere 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 Steuertingsmechanismus sind aus der DE-PS 25 50 559 ersichtlich. Weiterhin ist aus der Fig.3 zu erker-nen, daß der obere Tdlbereicn 71 ein etwas verkleinertes Sichtfenster 73 aufweist, welches zu beiden Seiten von zwei Blenden 74, 75 begrenzt ist. Die Blenden haben gleichzeitig die Aufgabe, als Führung für sogenannte Craukeile 76, 77 zu dienen, welche übereininderliegen und gegenseitig verschiebbar angeordnet sind. Die Graukeile besitzen an ihren Außenseiten Handgriffe 78, so daß sit- von dem Träger hin- und hergeschoben werden können.

Die Funktion der Graukeile 76, 77 ist erkennbar aus dem Schnittbild Pig.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 aufweisen. Bei in Lichtdurchgangsrichtung hintereinanderliegenden 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 starke 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 angenehmes Arbeiten bedeutet, ergibt. Sobald kein intensives Licht mehr auf die linUii« TK/ii>ri(>Utiirvn foil» nf( rtn* r\r*r· _n|tt>ir f r\ f rv» ί

Teil der Maske und erlaubt es dem Benutzer, durch diesen Teil hindurchzublicken und das Werkstück zu begutachten.

In F i g. 5 ist eine andere Ausführungsforni der Vorrichtung gemäß F i g. 3 dargestellt. Äußerlich gesehen ähnelt diese Vorrichtung im wesentlichen der des l'atentes DC-PS 25 50 559. Es sind Gitterstreifen vorhanden, die von oben nach unten durchlaufen. Der Unterschied zu der Vorrichtung gemäß DE-PS 25 50 559 besteht darin, daß das Strichmaterial in der Dicke variiert. Es ist im unteren Bereich (in der Nähe der elektronischen Teile) dicker als oben. Bei geschlossenem Gitter sind die Absorptionswerte der Gitterstreifen so eingestellt, daß im oberen Teil die Normwerte für weniger lichtintensive Arbeiten erfüllt werden, während im unteren Teil die Normwerte für sehr stark lichtintensivc Arbeiten eingehalten werden. Für den Benutzer bietet sich damit die Möglichkeit, durch entsprechende Blickrichtung in den Bereich zu schauen, der die passende Absorption aufweist. Durch eine entsprechende Strichmarkierung am inneren Teil des Gitters ist es 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 Streifenbereichen 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

ίο und Beeinflussung geschieht dabei entsprechend dem genannten älteren Patent und braucht hier nicht im einzelnen erläutert zu werden. Die Bezugszahlen entsprechen ebenfalls denen des älteren Patentes.

In F i g. 6 sind in Diagrammform die einzelnen

ti 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 Mitte bzw. Trennlinie zwischen den beiden Fensterbe-

ϊ.. rf*irhf>n 71 T) opophpn Auf Hpr Orrlinatp ist dip

ο -o

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 Lichtabsorp-

2i tion durch das Fenster 73 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 r flächst die Kurve ßund dann die Kurve Cbei

jo der Absorption erzeugen.

Als weiterer Kurvenzug ist die Kurve D eingezeichnet. Diese bezieht sich auf eine Ausf'jhrungsform gemäß F i g. 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, sehr nützliche Fortentwicklungen des Gegenstandes nach dem älteren Patent 25 50 559 möglich.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schutzvorrichtung wie Schutzmaske oder Schutzhaube, insbesondere für Arbeiten in Bereichen mit stark schwankender Lichtintensität, mit einem Schutzfenster, das zwecks Lichteinfallbegrenzung einen Bereich mit zwei gegeneinander verschieblich einstellbaren Trägern für optische Gitter aufweist, deren Einstellung nach Maßgabe der auf die Schutzvorrichtung einwirkenden Lichtintensität insbesondere selbsttätig elektromagnetisch derart steuerbar ist, daß wenigstens Teile der öffnung des Schutzfensters mehr oder weniger durchscheinend gemacht werden können, wobei die Gitterträger aus für sichtbares Licht durchlässigem, und die Gitterstreifen aus für sichtbares Licht absorbierendem Material bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtabsorptionseigenschaften wenigstens von einem Bereich des Schutzfensters entlang einer Richtung der Fensteröffnung a jgestuft sind.

2. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (62) des Schutzfensters wenigstens einen oberen und einen unteren, als waagerechte Streifen ausgebildete Teilbereiche (51 bzw. 72) besitzt, und daß einer dieser Teilbereiche mit einer Abstufung der Lichtabsorptionseigenschaften ausgestattet ist, während der andere dieser Teilbereiche, wie bekannt, mit Hilfe eines elektronischen Steuerkreises selbsttätig mehr oder weniger abblendbar ist.

3. Schu ι -^vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Bereiche der Gitterstreifen in der Einbaustellung von unten nach oben in ihrer Absorptionsstärke «jnebmen.

4. Schutzvorrichtung nacii Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung einer einstellbaren Abstufung der Lichtabsorptionsfähigkeit wenigstens eines Teilbereiches (71) dieser aus zwei hintereinanderliegenden Absorptions-Graukeilen (76, 77) gebildet ist, die, jeder für sich, von links nach rechts bzw. von rechts nach links abnehmende Absorptionsstärken aufweisen und die gegeneinander verschiebbar sind.