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Titel: Schutzschild zur blendfreien Beobachtung
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des Bereiches von stark blendenden Lichtquellen, insbesondere bei
Schweißarbeiten Die Erfindung betrifft einen Schutzschild zur blendfreien Beobachtung
des Bereiches von stark blendenden Lichtquellen, insbesondere für die Durchführung
von Schweißarbeiten, mit einer am Schutzschild angeordneten Beobachtungsöffnung.
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Zum Betrachten von sehr hellen Lichterscheinungen, wie sie beispielsweise
bei Schweißvorgängen auftreten, muß bisher eine dunkle Scheibe in den Strahlengang
gebracht werden, um das Auge nicht zu schädigen. Damit ist allerdings der Nachteil
verbunden, daß schon die unmittelhare Umgebung, wie etwa der Schweißstab oder das
schmelzende Metall, für den Betrachter völlig unsichtbar wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schutzschild, insbesondere zur
Verwendung beim Schweißen, in einfacher Weise so auszubilden, daß eine blendfreie
Beobachtung des Bereiches einer stark-blendenden Lichtquelle möglich ist. Dabei
soll die Anordnung vorzugsweise so getroffen werden, daß das von der Lichtquelle
bzw. der Schweißstelle ausgestrahlte Licht in seiner Stärke so reduziert wird, daß
es dem menschlichen Auge zuträglich bleibt, während das Licht aus der unmittelbaren
Umgebung der Lichtquelle das Auge mehr oder weniger ungehindert treffen kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mit dem Schutzschild
ein die Lichtstrahlen der Lichtquelle mehr-Fach reflektierendes Reflexionssystem
mit mindestens zwei Spiegeln verbunden ist, wobei ein Spiegel zwischen der Beobachtungsöffnung
und der Lichtquelle angeordnet ist und das reflektierte Licht in Richtung auf die
Beobachtungsöffnung reflektiert.
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Durch das Reflexionssystem mit Mehrfach-Umlenkung des Lichtstrahles
wird das von der Lichtquelle bzw. der Schweißstelle ausgehende Licht in seiner Lichtstärke
so stark reduziert, daß eine blendfreie Beobachtung der Lichtquelle bzw. der Schweißstelle
und ihres Umgebungsbereiches möglich ist. Der Beobachter kann daher bei der Schweißarbeit
den unmittelbaren Umgebungsbereich der Schweißstelle einwandfrei erkennen, wodurch
die Schweißarbeit von Hand erheblich erleichtert wird. Die Schwächung der Lichtintensität
ergibt sich aus dem durch die Mehrfach-Reflexion verlängerten Weg der Lichtstrahlen
und läßt sich durch Einstellen des Reflexionsvermögens der Spiegel in der gewünschten
Weise beeinflussen. Der zwischen der Beobachtungsöffnung und der Lichtquelle befindliche
Spiegel verhindert, daß der Beobachter unbeabsichtigt direkt in die Lichtquelle
sehen kann.
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Bei einer besonders einfachen und bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung weist das Reflexionssystem zwei in Beobachtungsrichtung gegeneinander
versetzte und in einem Winkel zueinander stehende Spiegel auf, von denen der zurückversetzte
Spiegel das Licht der Lichtquelle gegen den vorgesetzten Spiegel zurückwirft, der
seinerseits das Licht in Richtung auf die Beobachtungsöffnung reflektiert. Mindestens
einer der Spiegel, vorzugsweise der zurückversetzte Spiegel, wird zweckmäßig so
ausgebildet, daß er das Licht zumindest in einem Partialbereich seiner Spiegelfläche
mit gedämpfter Lichtstärke reflektiert. Dies kann dadurch bewirkt werden, daß dieser
Spiegel zumindest auf dem genannten
Partialbereich seiner Spiegelfläche
aus lichtdurchlässigem Werkstoff, insbesondere normalem Fensterglas od.dgl., besteht,
der nur einen Teil des auftreffenden Lichtes reflektiert. Mit Vorteil kann hier
ein Spiegel verwendet werden, der eine schwach-reflektierende Innenzone aufweist,
die von einer stärker reflektierenden Außenzone umgeben ist. Die Aufteilung der
Spiegelfläche in eine schwächer reflektierende Innenzone und in eine stärker reflektierende
Außenzone ermöglicht es, die unmittelbar von der Lichtquelle ausgehenden Lichtstrahlen
an der schwächer reflektierenden Innenzone so weit zu dämpfen, daß sich die Lichtquelle
blendfrei beobachten läßt. Die von dem Umgebungsbereich der Lichtquelle ausgehenden
Strahlen werden dagegen an der stärker reflektierenden Außenzone des Spiegels reflektiert
und ermöglichen auf diese Weise eine einwandfreie Beobachtung des Umgebungsbereiches
der Lichtquelle.
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Andererseits läßt sich die Anordnung aber auch so treffen, daß mindestens
einer der Spiegel, vorzugsweise der zurückversetzte Spiegel, eine nicht-reflektierende
Innenzone aufweist, die durch eine reflektierende Außenzone umgeben ist. In diesem
Fall ist bei entsprechender Ausrichtung des Schutzschildes die Lichtquelle selbst
von dem Beobachter nicht zu erkennen, dafür aber der Umgebungsbereich der Lichtquelle.
Die nicht-reflektierende Innenzone kann von einer Durchbrechung des Spiegels oder
von einem nicht-reflektierenden Material des Spiegels gebildet sein. Um einen abgestuften
Ubergang von der hellsten Stelle des Objektes nach außen zu erzielen, kann die nicht-reflektierende
oder die schwächer-reflektierende Innenzone des Spiegels eine etwa gezackte Umrißform
erhalten.
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Auch können am Spiegel sich ringförmig umschließende Zonen unterschiedlicher
Schwärzung bzw. unterschiedlichen Reflexionsvermögens angeordnet sein.
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tn weiterer Ausgcstalung der Erfindung ist der aus lichturclssigcm
Material, z.B. Fensterglas od.dgl., bestehendc
Spiegel so ausgebildet,
daß er sich in seinem Reflexionsvermögen veränderlich einstellen läßt. Dies kann
in einfacher Weise dadurch geschehen, daß hinter diesen lichtdurchlässigen Spiegel
eine dunkle Spiegel-Hinterdeckung, z.B. ein schwarzer Vorhang oder eine sonstige
schwarze Abdeckung gebracht wird.
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Mit den vorgenannten Maßnahmen gelingt es, die Lichtstärke einer stark-blendenden
Lichtquelle so weit herabzusetzen, daß sie keine Blendwirkung auf das menschliche
Auge ausübt, während zugleich das Licht aus der unmittelbaren Umgebung der Lichtquelle
ungedämpft oder nur so maßvoll ge-(dämpft auf das Auge trifft, daß der Umgebungsbereich
der Lichtquelle deutlich erkennbar bleibt. Der zurückversetzte Spiegel wird zweckmäßig
in einer Aussparung des Schutzschildes angeordnet, vorzugsweise winkelverstellbar,
so daß er sich genau auf. die Lichtquelle bzw. die Schweißstelle ausrichten läßt.
Auch der vor der Beobachtungsöffnung des Schutzschildes liegende Spiegel kann winkelverstellbar
angeordnet sein. Er wird zweckmäßig in einem Spiegelhalter leicht lösbar angeordnet,
so daß er sich vor Beginn der Schweißarbeit aus dem Halter herausnehmen läßt, um
den Schutzschild mit seiner Beobachtungsöffnung gegenüber der Schweißstelle auszurichten.
Statt dessen kann der genannte Spiegel aber auch eine vor der Beobachtungsöffnung
angeordnete Peilöffnung aufweisen, die nach Ausrichtung des Schutzschildes verschlossen
wird, damit das von der Lichtquelle ausgestrahlte Licht nicht unmittelbar über die
Peilöffnung in das Auge des Beobachters fällt.
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Der Schutzschild wird vorzugsweise an einem Dreibein angeordnet. Um
einem Wandern der Lichtquelle bzw. der Schweißstelle folgen zu können, wird der
Schutzschild zweckmäßig über eine Verstellvorrichtung, vorzugsweise über ein Drehgelenk,
mit dem Dreibein verbunden. Dem gleichen Zweck dient die drehgelenkige Lagerung
des zurückversetzten Spiegels am Schutzschild. Es kann sich empfehlen, an der Beobachtungsöffnung
des
Schutzschildes ein aus zwei Konvexlinsen bestehendes Okular anzuordnen, um das Objekt,
das dem Betrachter durch die optischen Umwege entfernt erscheint, wieder näher zu
bringen.
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Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit den in der Zeichnung
schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung
zeigen: Fig. 1 in Seitenansicht einen erfindungsgemäßen Schutzschild mit dem Reflexionssystem;
Fig. 2 die Anordnung nach Fig. 1 in einem Horizontalschnitt; Fig. 3 in vergrößertem
Maßstab das dem Beobachter bei der Schweißarbeit erkennbare Bild; Fig. 4 und 5 im
Horizontalschnitt geänderte Ausführungsformen der Erfindung; Fig. 6 in perspektivischer
Darstellung und schematischer Vereinfachung zwei Spiegel eines Reflexionssystems,
welches bei dem erfindungsgemäßen Schutzschild verwendet werden kann.
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Der dargestellte Schutzschild 1 ist über ein Drehgelenk 2 auf einem
Dreibein 3 gelagert. Vorzugsweise ist das Drehgelenk 2 als Raumgelenk ausgebildet,
so daß sich der Schutzschild 1 um die verschiedenen Raumachsen verschwenken läßt.
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Das Verschwenken des Schutzschildes 1 im Drehgelenk 2 erfolgt mittels
eines Handhebels 4. Am Schutzschild 1 ist ein Reflexionssystem mit zwei Spiegeln
5 und 6 angeordnet. Der spiegel 5 liegt im Abstand vor einer Beobachtungsöffnung
7 des Schutzschildes. Er ist über eine bügelartige Aufhängung 8 am Scilutzschild
1 gehalten. Der gegenüber dem Spiegel 5
zurückversetzte Spiegel
6 befindet sich in einer ussrn 9 des Schutzschildes 1. Er ist zweckmäßig über ein
Drehgelenk raumgelenkig am Schutzschild 1 gelagert, so daß sich seine Winkel lage
einstellen läßt. Auch der vorgesetzte Spiegel 5 kann winkeleinstellbar angeordnet
sein. Er befindet sich in einem Spiegelhalter 10 der Spiegelaufhängung 8. Er ist
zweckmäßig leicht lösbar am oder im Spiegelhalter 10 angeordnet.
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Ln der Zeichnung ist mit 11 eine Lichtquelle bzw. die Schweißstelle
11 und mit 12 der Umgebungsbereich der Lichtquelle bzw.
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der Schweißstelle 11 bezeichnet.
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In Fig. 2 ist der Schutzschild 1 mit dem Reflexionssystem in starker
schematischer Vereinfachung gezeigt. Vor Beginn der Schweißarbeit wird der Schutzschild
1 vor der Schweißstelle 11 aufgestellt und mit seiner Beobachtungsöffnung 7 auf
die Schweißstelle 11 ausgerichtet. Der Dreibein 3 ist zweckmäßig teleskopartig verlängerbar,
so daß sich der Schutzschild 1 mit dem Reflexionssystem heben und senken läßt. Um
die Beobachtungsöffnung 7 auf die Schweißstelle 11 auszurichten, wird der Spiegel
5 aus dem-Spiegelhalter 10 herausgenommen, so daß sich die Schweißstelle 11 durch
die Beobachtungsöffnung 7 hindurch unmittelbar anpeilen läßt.
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Nach dem Ausrichten des Reflexionssystems und vor Beginn der Schweißarbeit
wird der Spiegel 5 wieder in den Spiegelhalter 10 eingesteckt. Der Spiegel 6 wird
in seiner Winkellage so eingestellt, daß er die von der Schweißstelle 11 ausgehenden
Lichtstrahlen auf den Spiegel 5 reflektiert, der seinerseits die Lichtstrahlen in
Richtung auf die Beobachtungsöffnung 7 reflektiert.
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Der Strahlengang ist der Schemazeichnung nach Fig. 2 zu entnehmen.
Der Spiegel 6 weist eine nicht-reflektierende Innenzone 13 auf, die ~vorn einer
f)urchbrechung des Spiegels oder von einem nìcht-refle]ctierenden Material
des Spiegels
gebildet ist. Beispielsweise kann der Spiegel an seiner
reflektiere#nden Seite durch ein nicht-reflektierendes Material abgedeckt werden,
um die Innenzone 13 zu bilden. Die Innenzone 13 liegt in einer reflektierenden Außenzone
14 des Spiegels 6.
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Bei der Schweißarbeit trifft der unmittelbar von der Schweißstelle
11 ausgehende Lichtstrahl 15 die nicht-reflektierende Innenzone 13 des Spiegels
6. Besteht die nicht-reflektierende Innenzone 13 aus einer einfachen Durchbrechung
des Spiegels, so fällt der Lichtstrahl 15 durch diese Durchbrechung hindurch, wie
in Fig. 2 gestrichelt angedeutet ist. Die von dem Umfangsbereich der Schweißstelle
11 ausgehenden Lichtstrahlen 16 treffen auf die reflektierende Außenzone 14 des
Spiegels 6 und werden von dieser in Gegenrichtung auf den vorgesetzten Spiegel 5
geworfen, der diese Lichtstrahlen in die Beobachtungsöffnung 7 zurückwirft. In Fig.
2 ist bei 17 das Auge des Beobachters angedeutet, welcher über das beschriebene
Reflexionssystem zwar den Umgebungsbereich der Lichtquelle 11, nicht aber diese
selbst erkennen kann.
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Bei der beschriebenen Anordnung wäre es aber auch möglich, die Innenzone
13 des Spiegels 6 so auszubilden, daß das auf diese Innenzone 13 fallende Licht
nur zu einem Teil gegen den Spiegel 5 reflektiert wird, so daß der Beobachter auch
die Schweißstelle 11 erkennen kann, ohne geblendet zu werda den. Die Lichtdämpfung
an der Innenzone 13 kannafurch bewirkt werden, daß diese Innenzone aus einem lichtdurchlässigem
Material, z.B. einfachem Fensterglas (Natur- oder Kunstglas) gebildet wird, welches
den größeren Teil des Lichtes hindurchgehen läßt und nur einen kleineren Teil des
auftreffenden Lichtes zum Spiegel 5 reflektiert. Andererseits besteht aber auch
die Möglichkeit, einen Spiegel 6 zu ver-.!enden, dessen Innenzone 13 mit einem schwticller
refleletierenden Material und dessen Außenzone 14 mit einem stärker reflektierenden
Material beschichtet ist.
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Der auf dem Dreibein 3 ruhende Schutzschild 1 verhindert ein Auswandern
des Strahlenganges. Um einem etwaigen Wandern der Schweißstelle folgen zu können,
kann der Schutzschild 1 mit dem Reflexionssystem mit Hilfe des Drehgelenkes 2 der
Wanderbewegung der Schweißstelle 11 nachgeführt werden. Auch das Drehgelenk zwischen
dem Spiegel 6 und dem Schutzschild 1 ermöglicht ein Nachführen des Reflexionssystems
bei der Wanderbewegung der Schweißstelle 11.
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Der Schweißbereich im Blickfeld des Beobachters ist in Fig.
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3 angedeutet. Der Innenbereich 18 entspricht der Schweißstelle 11.
Er ist als schwarzer Fleck zu erkennen, wenn die Innenzone 13 das Licht nicht reflektiert.
Besteht die Innenzone 13 aus einem schwach-reflektierenden Teil, so ist in dem Feld
18 die Schweißstelle 11 blendfrei zu erkennen. Der Außenbereich 19 entspricht dem
Umgebungsbereich 12 der Schweißstelle 11; er ist vom Beobachter deutlich zu erkennen.
Bei 20 ist eine Schweißnaht angedeutet, die für den Beobachter ohne weiteres sichtbar
ist.
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Die Ausführungsform nach Fig. 4 entspricht im wesentlichen derjenigen
nach den Fig. 1 und 3. Hier ist allerdings an der Beobachtungsöffnung 7 ein aus
zwei konvexen Linsen bestehendes Okular 21 angeordnet, um das Objekt bzw. die Schweißstelle
11 mit dem Umgebungsbereich 12, das dem Betrachter aufgrund der optischen Umwege
der Strahlengänge entfernt erscheint, wieder näher zu bringen. Der zurückversetzte
Spiegel 6 besteht hier aus einem lichtdurchlässigen Material, z.B. Kunst- oder Naturglas,
um die Lichtintensität zu dämpfen. Der Anteil des am Spiegel 6 reflektierten Lichtes
läßt sich dadurch beeinflussen, daß eine Hinterdeckung 22 hinter den lichtdurchlässigen
Spiegel 6 gebracht wird, z.B. ein schwarzer Vorhang oder eine schwarze Platte od.dgl.
Auf diese Weise läßt sich die Lichtstärke so beein-Elussen, daß eine blendfreie
Beobachtung des Objektes möglich ist.
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Fig. 5 zeigt die winkelbewegliche Lagerung des Spiegels 6 am Schutzschild
1 mittels eines Drehgelenks 23. Die Winkelverstellung läßt sich mit Hilfe eines
Handgriffs 24 od.dgl.
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bewerkstelligen.
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In Fig. 6 sind die beiden Spiegel 5 und 6 des Reflexionssystems dargestellt.
Der Spiegel 6 weist eine etwa sternförmig gezackte Innenzone 13 auf, um einen abgestuften
Übergang von der hellsten Stelle des Objektes nach außen zu erzielen. Im Zentrum
der Innenzone 13 kann der Spiegel 6 eine Durchbrechung oder ein nicht-reflektierendes
Feld aufweisen.
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Andererseits kann aber auch die gesamte Innenzone 13 aus einem schwach-reflektierenden
Material bestehen, während die Außenzone 14, wie oben dargelegt, ein stärkeres Reflexionsvermögen
hat.
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Andererseits besteht aber auch die Möglichkeit, den vorgesetzten Spiegel
5 mit einer nicht-reflektierenden oder einer schwach-reflektierenden Innenzone 13
zu versehen, welche die stärker reflektierende Außenzone 14 umschließt. Der zurückgesetzte
Spiegel 6 kann in diesem Fall ein normaler Spiegel oder aber ein Dämpfungsspiegel
sein, an dem nur ein Teil des einfallenden Lichtes gegen den vorgesetzten Spiegel
5 reflektiert wird.
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Wird einer der Spiegel des Reflexionssystems mit einer Durchbrechung
versehen, so läßt sich hinter diese ein Reflektor bringen, der das auftreffende
Licht an dieser Stelle nur gedämpft reflektiert. Beispielsweise kann hinter die
Spiegeldurchbrechung eine durchsichtige Glasscheibe, ggf. mit schwarzer Hinterdeckung,
gebracht werden. Es empfiehlt sich imübrigen, die Anordnung so zu treffen, daß mindestens
einer der Spiegel für UV-Licht durchlässig ist bzw. UV-Strahlen absor-I;ert.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist, wie erwähnt, bevorzugt
für
die Durchführung von Schweißarbeiten bestimmt. Sie läßt sich aber allgemein zum
schadfreien gleichzeitigem Betrachten von ungleich hellen Lichterscheinungen verwenden.
Bei der Durchführung von Schweißarbeiten dient der Schutzschild zugleich zum Schutz
gegenüber Schweißspritzern. Bei anderen Verwendungsfällen hat der als Halterung
für das Reflexionssystem dienende Schild ggr. nur die Funktion, den Beobachter daran
zu hindern, die Lichtquelle unmittelbar, doh. also unter Umgehung des Reflexionssystems
zu beobachten. Ist die Lichtquelle ortsbeweglich, so ist zweckmäßig auch der Schutzschild
ortsbeweglich, so daß er der wandernden Lichtquelle nachgeführt werden kann. Es
ist auch möglich, den Schutzschild so zu lagern, daß er sich nach Art eines Schlittens
verschiebbar an einer Schlittenführung führt.
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