DE3806567A1 - Schweissmaske - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Schweißmasken oder -schutz­ schilde und insbesondere eine Anordnung zum Anbringen, welche ein sicheres und festes Einbauen und Entfernen eines Linsensatzes, der das Lichtbogenschutz-Linsen­ system enthält, gestattet.

Die allgemeine Bauweise und Anordnung von Schweißmasken oder -schutzschilden sind nicht neu. Typische Schweiß­ masken oder -schutzschilde nach dem Stand der Technik sind in folgenden US-Patentschriften beschrieben:. 19 04 933; 32 57 667; 34 58 865 und 43 54 279,

Diese Masken nach dem Stand der Technik sind allge­ mein von ähnlicher Bauweise und weisen einen Schutz­ schildteil auf, der vorzugsweise gekrümmt ist, um sich dem Gesicht des Trägers etwas anzupassen. Der Schutz­ schildteil ist vorzugsweise als Einheit aus einem lichtdurchlässigen, leichten, steifen Kunststoff­ material geformt. Der Schutzschild wird normalerweise am Kopf des Benutzers getragen und weist eine Art von Kopfband auf, so daß er nach oben verschwenkt werden kann, wenn er nicht in Gebrauch ist, und leicht in eine das Gesicht schützende Stellung verschoben werden kann.

Wenn er sich in einer das Gesicht schützenden Stellung befindet, ist der Schutzschild vom Gesicht des Trägers nach vorne gerichtet und erstreckt sich um die Seiten des Kopfes seines Trägers herum, um den Kopf zu bedecken. Der Schutzschild ist gewöhnlich mit einer größeren, rechtwinkligen Öffnung versehen, innerhalb derer eine Linsenanordnung angebracht ist, welche aus einer Mehr­ zahl von Scheiben besteht, z.B. einer äußeren Scheibe, die aus einem durchsichtigen Material wie Glas herge­ stellt ist, einer inneren Scheibe, die aus ähnlichem Material hergestellt, aber getönt, gefärbt oder auf andere Weise behandelt ist, um das Durchtreten von schädlicher Strahlung in die Augen des Trägers zu ver­ hindern. Eine solche Strahlung kann erzeugt werden, wenn eine Berührung zwischen einem unter Strom stehen­ den Schweißstab und einem Werkstück zustande kommt. Die Scheiben sind gewöhnlich durch einen Dichtring getrennt, und ihre Umfangsabmessung entspricht im wesentlichen der Form der taschenartigen Sichtöffnung im Schutzschild, sie sind aber etwas kleiner, so daß sie leicht darin angeordnet werden können.

Normalerweise werden die Scheiben der Linsenanordnung durch eine Federklemme in der rechtwinkligen Öffnung gehalten. Die Nachteile einer solchen Anordnung sind in der US-Patentschrift 43 54 279 beschrieben. Die in dieser Patentschrift beschriebene Einrichtung zum Anbringen vereinigt den Einsatz und eine Federklemme in einem einheitlichen Teil. Es ist ein Einsatz vor­ gesehen, der äußere Lichtstrahlen wirksam abschirmt, die einen Korona- oder Halo-Effekt innerhalb der Schweißmaske hervorrufen könnten. Eine Federklemme ist vorgesehen, die waagerechte Beinteile aufweist, welche den Einsatz gegen den Linsensatz drücken.

Die Bauweise dieser bekannten Anordnung ist vorzüglich geeignet zur Schaffung einer ausreichenden Korona- Sperre. Während jedoch der Linsensatz in einer ge­ schützten Stellung angeordnet ist, um das Durchtreten von schädlicher Strahlung ins Innere der Maske zu verhindern, ist die Verwendung einer Federklemme als Einrichtung zum Anbringen nicht voll zufrieden­ stellend. Die Federklemme ist etwas schwerfällig und unangenehm anzubringen und abzunehmen und kann versehentlich den Linsensatz freigeben. Eine Ver­ besserung wäre bei einem System gegeben, das leicht und schnell zusammenzusetzen und auseinanderzunehmen ist und nur dann gestattet, daß der Linsensatz ent­ nommen wird, wenn eine absichtliche Handlung von der Bedienungsperson ausgeführt wird, welche nicht unabsichtlich ausgeführt werden kann. Die Beseitigung eines jeden Drahtes, der locker werden und den Be­ nutzer schädigen kann, ist natürlich sehr wünschens­ wert.

Die Erfindung betrifft eine Schweißmaskenanordnung, die einen Schutzschildteil mit einer Sichtöffnung aufweist, welche durch einen Umfangsrahmen festge­ legt ist. Der Linsensatz ist in der Sichtöffnung angebracht, und ein Abdeckungsorgan deckt den Linsen­ satz auf der Innenseite des Schutzschilds ab. Eine zusammenwirkende Verschließeinrichtung ist zwischen dem Abdeckorgan und dem Rahmen der Sichtöffnung vor­ gesehen. Das Abdeckorgan ist zwischen einer arretierten Stellung, in welcher der Linsensatz in der Öffnung gehalten wird, und einer freigegebenen Stellung be­ tätigbar, welche das Entfernen des Linsensatzes ge­ stattet. Eine Verschiebung zwischen diesen beiden Stellungen wird durch eine seitliche gegenseitige Verschiebung des Abdeckorgans und des Rahmens in nur einer vorbestimmten Ebene erreicht. Eine Vorspannungs­ einrichtung ist vorgesehen, um normalerweise das Ab­ deckorgan von dieser einen vorbestimmten Ebene weg­ zudrücken, in welcher eine Verschiebung möglich ist, so daß sich das Abdeckorgan normalerweise in einer arretierten Stellung befindet, in der es den Linsen­ satz in der Öffnung hält.

In einer Ausführungsform weist die Vorspannungsein­ richtung ein Paar von gegenüberliegenden Vorspannungs­ organen auf, so daß beide eine Vorspannung auf das Abdeckorgan ausüben und dieses von der Ebene weg­ drücken. In diesem Fall ist jede von ihnen ausreichend, um das Abdeckorgan von der Ebene wegzudrücken, und wenn sich die Abdeckung nicht in dieser Ebene befindet, kann sie natürlich nicht in die freigegebene Stellung verschoben werden. Die Verschließeinrichtung, welche mit dem Abdeckorgan und dem Rahmen zusammenwirkt, verhindert normalerweise eine seitliche Verschiebung des Abdeckorgans in bezug auf den Rahmen. Da die Über­ windung der Vorspannung an nur einem der gegenüber­ liegenden Vorspannungsorgane erfordert, daß die andere Vorspannungseinrichtung eine Verschiebung der Abdeckung in bezug auf den Rahmen in einer seitlichen Ebene verhindert, kann eine in der Vorspannungseinrichtung enthaltene Schwenkeinrichtung eine zusätzliche Vor­ spannungskraft auf das Organ übertragen, welches in der arretierten Stellung verbleibt.

Anhand der Figuren wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:.

Fig. 1 eine Schrägansicht eines ultra-leichten Schweißer­ helms mit der erfindungsgemäßen, eingebauten zu­ sammengesetzten Linse, der Feder und der Licht­ bogenschutz-Anordnung, von vorne gesehen,

Fig. 2 eine auseinandergezogene Schrägansicht des Helms und seiner zugehörigen Linse, Feder und Licht­ bogenschutz-Anordnung, von hinten gesehen, wo­ bei die einstellbaren Kopfhaltebänder und -befestigungen weggelassen sind, damit die Ein­ zelheiten deutlicher werden,

Fig. 3 einen vergrößerten Querschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 1, welcher im einzelnen die Teile des Linsen­ satzes und des Abdeckorgans im Zusammenwirken mit dem Rahmen zeigt, als eine aneinanderge­ setzte und arretierte Arbeitsanordnung der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung. Zusätzlich ist die Linsenabdeckung in einer abgenommenen Stellung strichpunktiert gezeigt, und die Federteile der Vorspannungseinrichtung sind in der freigegebenen Stellung strichpunktiert dargestellt, wobei die Linsenabdeckung ent­ fernt ist,

Fig. 4 eine vergrößerte Rückansicht der Kombination von Linsensatz und Vorspannungseinrichtung mit der zusammenwirkenden Rahmen- und Ab­ deckungsanordnung, wie in Fig. 3 gezeigt, wobei bestimmte Abschnitte teilweise wegge­ brochen sind, damit die Einzelheiten deut­ licher werden,

Fig. 5 und 6 stark vergrößerte, weggebrochene Ein­ zelheiten der speziellen zusammenwirkenden Arretiereinrichtung, die in Fig. 5 bzw. 6 sowohl in offener als auch geschlossener Stellung dargestellt ist.

In Fig. 1 ist eine typische, das Gesicht schützende Vorrichtung dargestellt, die allgemein mit 10 be­ zeichnet ist. Diese Vorrichtung ist insbesondere für die Verwendung durch Schweißer geeignet und wird gewöhnlich als Schweißmaske bezeichnet. Die allgemeine Ausführung und Anordnung der Schweißmaske sind wohlbekannt und weisen einen Schutzschildteil 12 auf, welcher vorzugsweise gekrümmt ist, um allge­ mein der Form des Trägers zu entsprechen, und welcher aus dem kuppelförmigen Abdeckabschnitt 12 a, der sich vom oberen Ende des Schutzschildteils 12 aufwärts und nach hinten erstreckt, und aus einem unteren Ab­ schnitt 12 b besteht, der sich vom unteren Rand des Schutzschildteils nach unten und nach hinten er­ streckt. Diese Abschnitte sind im wesentlichen ein­ stückig und vorzugsweise als Einheit aus einem lichtundurchlässigen, leichten, steifen Kunststoff­ material geformt. Der Schutzschildteil 12 ist ge­ wöhnlich mit einem Kopfband verbunden, z.B. durch Kopfbandhalter 23, so daß die Maske zwischen einer gesichtsschützenden Stellung, in der sie das Gesicht und die Ohren des Benutzers bedeckt, und einer Stellung über dem Kopf des Benutzers verschwenkt werden kann, wenn sie nicht in Gebrauch ist.

Der Schutzschildteil 12 weist normalerweise eine größere Sichtöffnung auf, die in Fig. 1 durch den Rahmen 13 festgelegt ist, und die dem Benutzer ge­ stattet, seine Arbeit zu beobachten. Der Rahmen 13, der in vielen Fällen eine im wesentlichen rechteckige Form hat, ragt vom Schutzschildteil 12 nach außen, um eine Linsenanordnung aufzunehmen, wie nachfolgend beschrieben, und weist eine nach außen ragende, im wesentlichen rechtwinklige Umfangswand 13 a und eine nach innen gerichtete Wand 13 b auf, die vom äußeren Rand der Wand 13 a absteht und die Sichtöffnung festlegt. Die Wand 13 a weist einen inneren Vorsprung 13 c auf, welcher an diese angeformt ist (siehe Fig. 3), um eine Vertiefung für die Teile der Linsenanordnung zu bilden.

Von vorrangiger Bedeutung in der Linsenanordnung ist eine Filterplatte 14, die geeignet ist, das Durchtreten von schädlichen Lichtstrahlen in die Augen des Trägers zu verhindern. welche z.B. erzeugt werden, wenn eine Berührung zwischen einem unter Strom stehen­ den Schweißstab und einem Werkstück zustande kommt.

In Fig. 2 ist der auseinandergezogene Linsensatz dargestellt. Der Schutzschildteil 12 ist von der Rückseite zu sehen, mit den Kopfbandhalter-Öffnungen 23 a, die dazu bestimmt sind, den Anbringungsort des Kopfbandstücks zu zeigen, welches in dieser Darstellung nicht dargestellt ist, da es nicht zur Erfindung ge­ hört und nur die Sicht auf die beschriebenen Merkmale versperren würde.

Die Linsenanordnung weist eine äußere Scheibe 15 auf, die aus einem durchsichtigen Material wie Glas oder schlagfester Kunststoff hergestellt ist, und relativ billig ist. Diese äußere Scheibe 15 wird durch Funken, Rauch und andere Nebenprodukte des Schweiß-Vorganges leicht beschädigt und muß ziemlich häufig ersetzt werden. Da sie ein relativ billiges Teil ist, kann diese äußere Scheibe 15 leicht ersetzt werden, wenn der Linsensatz gemäß der Erfindung herausgenommen wird. Es ist für den Schweißer einfach, die äußere Scheibe 15 zu ersetzen. Zwischen der äußeren Scheibe 15 und der Filterplatte 14 ist ein Dichtring 16 der­ art angeordnet, daß er eine direkte Berührung der zwei glasähnlichen Materialien verhindert. Dies wird durch die Erfindung in einfacher Weise gewährleistet. Der in Fig. 2 gezeigte Satz weist die äußere Linse 15, den Dichtring 16, die Filterplatte 14 und eine Linsen-Federanordnung 17 auf. Alle diese inneren Bestandteile werden durch eine Abdeckung 18 im Rahmen 13 eingeschlossen, wie im folgenden beschrieben, und können ohne Verwendung von Werkzeugen entfernt, gereinigt und/oder ersetzt werden.

Die Betätigung des Verschließmechanismus der bevor­ zugten Ausführungsform kann durch Fig. 3 verständlich werden, in welcher eine Ebene mit A-A bezeichnet ist. Diese Ebene A-A ist die einzige Ebene, in welcher eine seitliche Verschiebung der Abdeckung 18 bezüglich des Rahmens 13 zwischen einer arretierten Stellung, in welcher der Linsensatz in der Öffnung gehalten wird und einer freigegebenen Stellung möglich ist, in welcher der Linsensatz von der Öffnung entfernt werden kann. Die äußere Scheibe 15, Dichtring 16, Filter 14 und die Linsen-Federanordnung 17 sind innerhalb des Rahmens 13 angeordnet und werden zeitweise durch Schwerkraft in ihrer Stellung gehalten, da die äußere Scheibe 15 und andere Bestandteile größer sind als die vom Rahmen 13 festgelegte Öffnung. Die in einer abgenommenen Stellung als 18 a dargestellte Abdeckung wird dann über dem Rahmen 13 angeordnet und dann in einer zur Ebene A-A senkrechten Richtung direkt nach unten gedrückt. Wenn dieser Druck ausgeübt wird, werden so­ wohl das Ende 20, als auch das Ende 22 der Doppelfeder 19 zusammengedrückt, und die Doppelfeder 19 biegt sich um den Schwenkpunkt 21.

Wie in Fig. 5 dargestellt, ist der Verschließdorn 24 innerhalb eines Schlitzes 25 des Rahmens 13 ange­ ordnet, wenn die Abdeckung 18 in Richtung des nach unten weisenden oder senkrechten Pfeiles V gedrückt ist. Eine Verschiebung der Abdeckung 18 in Richtung des Pfeiles H längs der Waagerechten bringt den Dorn 24 an das geschlossene Ende des Schlitzes 25. In der in Fig. 5 und 6 gezeigten Ausführungsform weist der Dorn 24 eine Ecke 27 auf, welche sich am Rand 28 im Schlitz 25 einklinkt. Wenn der Druck dann weggenommen wird, so daß die Vorspannung der Doppelfeder 19 wirken kann, wird die Abdeckung 18 in die dem Pfeil V entgegengesetzte Richtung gedrückt, so daß der Ver­ schließdorn 24 durch die Ecke 27 und den Rand 28 sicher im Schlitz 25 gehalten wird. Da der Schlitz 25 eine geeignete Größe aufweist, kann sich der Ver­ schließdorn 24 in keiner Richtung verschieben, solange die Vorspannung der Doppelfeder 19 nicht überwunden wird. Während er sich in der in Fig. 3 und 6 ge­ zeigten Stellung befindet, wird der Linsensatz in einer sicheren und festen Stellung gehalten.

Wenn es gewünscht wird, den Linsensatz aus irgend­ einem Grunde zu entfernen, kann die Bedienungsper­ son dies in einfacher Weise tun. Um diese Aufgabe zu erfüllen, muß die Vorspannung der Doppelfeder 19 sowohl am ersten Ende 20, als auch am zweiten Ende 22 überwunden werden. Solange der Verschließ­ dorn 24 sicher im Schlitz 25 gehalten wird, so daß die Ecke 27 am Rand 28 angreift, kann sich das Gehäuse 18 nicht in der durch Pfeil 29 in Fig. 4 gezeigten Richtung verschieben. Wenn z.B. bei 29 Druck auf die Abdeckung 18 ausgeübt wird, wird das zweite Ende 22 der Doppelfeder 19 zusammengedrückt, und die Ecke 27 b am Dorn 24 b wird vom Rand 28 des Schlitzes 25 getrennt. Der Dorn 24 befindet sich dann tatsächlich in der Ebene A-A. Trotzdem kann die Abdeckung 18 noch nicht verschoben und der Linsensatz nicht ent­ fernt werden, da die Ecke 27 a des Dorns 24 a noch am Rand 28 a des Schlitzes 25 a angreift und das erste Ende 20 der Doppelfeder 19 nicht überwunden worden ist.

Wenn an Stellen, die dem ersten Ende 20 und dem zweiten Ende 22 der Feder 19 benachbart sind, Druck auf die Abdeckung 18 ausgeübt wird, wird die gesamte Abdeckung in der zur Ebene A-A senkrechten Richtung verschoben, und wenn die Abdeckung die Ebene A-A er­ reicht, ist der Dorn 24 a aus seinem Eingriff mit dem mit dem Schlitz 25 a und der Dorn 24 b aus seinem Eingriff mit dem Schlitz 25 b gelöst, so daß sich die Abdeckung nun zwischen der arretierten Stellung, in welcher der Linsensatz in der Öffnung gehalten wird, und einer freigegebenen Stellung verschieben kann, welche das Entfernen des Linsensatzes gestattet.

Diese Verschiebung der Abdeckung bezüglich des Rahmens findet nur in der Ebene A-A statt, da die Dorne 24 a, 24 b, 24 c und 24 d nur dann von den Schlitzen 25 a, 25 b, 25 c und 25 d freigegeben sind, wenn sich die Abdeckung und der Rahmen in dieser gegenseitigen Stellung be­ finden. Eine Verschiebung der Abdeckung gestattet das Entfernen der Abdeckung in die bei 18 a in Fig. 3 gezeigte Stellung. Es ist dann einfach, die Linsen- Federanordnung 17, das Filter 14, den Dichtring 16 und die Abdeckplatte 15 herauszuheben.

Es ist klar, daß der Linsensatz festgehalten wird, wenn die Abdeckung 18 mit dem Rahmen 13 in der Ver­ schließstellung verbunden ist und der Dorn 24 in den Schlitz 25 eingreift. Die Doppelfeder 19 der Linsen-Federanordnung 17 und die Pufferwirkung des Dichtungsrings 16 verhindern jede gegenseitige Ver­ schiebung. Der Schweißer kann die Maske mit der völligen Sicherheit benutzen, daß der Linsensatz sicher und unbeschädigt bleiben wird. Selbst wenn die Abdeckung 18 bei Verwendung absichtlich oder aus Versehen berührt wird, verschiebt sich der Linsen­ satz wegen einer solchen Berührung nicht und wird nicht lose. Das Abdeckorgan ist nur dann zwischen seiner Verschließstellung, in welcher der Linsensatz gehalten wird, und der Freigabestellung, in welcher der Linsensatz bei einer seitlichen Verschiebung der Abdeckung entfernt werden kann, verschiebbar, wenn sich diese Abdeckung in der vorbestimmten Ebene A-A befindet. Der Benutzer ist vor irgendwelchen Federn oder anderen Vorsprüngen, die in Betracht kämen, wenn sie vorhanden wären, vollkommen geschützt. Wenn es gewünscht wird, kann die Vorderseite der Ver­ riegelungsabdeckung 18 in der Nähe von Pfeil 29 mit geeigneten Angaben wie "OBEN" markiert werden, um dem Benutzer dabei behilflich zu sein, die Verriegelungs­ abdeckung in Stellung zu bringen, um die Teile an ihrem Platz festzulegen. Diese Orientierung ist not­ wendig, um die richtige Ausrichtung und ein richtiges Zusammenwirken der Bajonettschlitze 25 in der inneren Wand 13 c des Rahmens 13 mit den Verriegelungsstiften oder -Dornen 24 a-24 d der Verriegelungsabdeckung 18 sicherzustellen. Als zusätzliche optische Hilfe zum richtigen Ausrichten der Verriegelungsabdeckung kann die obere Wand 18 a schmaler gemacht werden als die gegenüberliegende untere Wand 18 b, da die Abdeckung den gesamten Arbeitsmechanismus einschließt.

Die erfindungsgemäße Anordnung zum Anbringen schirmt auch wirkungsvoll das Durchtreten schädlicher Licht­ strahlen wie der ultravioletten Strahlung eines Schweißbogens ins Innere der Maske ab. Insbesondere schafft die Anordnung zum Anbringen eine Sackstrasse für jedes Licht, das einen Halo-Effekt im Umfangs­ bereich des Linsensatzes hervorrufen kann. Wie in Fig. 3 am besten zu sehen, weist insbesondere der Rahmen 17 a der Federanordnung 17 ein abgewinkeltes Profil und eine rechtwinklige Form mit rechtwinklig aufeinanderstehenden Umfangswandabschnitten 17 b, 17 c auf, welche eng anliegend im Rahmen 13, der die Sichtöffnung festlegt, angeordnet sind. Es ist zu bemerken, daß die Ausmaße des Rahmens 17 a den Innenmaßen der inneren Wand 13 c genau entsprechen, welche die Sichtöffnung festlegt, wobei die sicht­ bare Projektion von Strahlung auf die Wände des Umfangsrahmens 17 wirksam abgeschirmt wird.

Claims (6)

1. Schweißmaskenanordnung, gekennzeichnet durch
einen Schutzschildteil, welcher eine von einem Umfangsrahmen festgelegte Sichtöffnung aufweist;
einen Linsensatz, der in der Öffnung angebracht ist;
ein Abdeckorgan;
eine zusammenwirkende Verschließeinrichtung zwischen dem Abdeckorgan und dem Rahmen;
wobei das Abdeckorgan zwischen einer arretierten Stellung, in welcher der Linsensatz in der Öffnung gehalten wird, und einer freigegebenen Stellung be­ tätigbar ist, die ein Entfernen des Linsensatzes bei einer seitlichen, gegenseitigen Verschiebung des Abdeckorgans und des Rahmens in nur einer vorbe­ stimmten Ebene gestattet; und
eine Vorspannungseinrichtung, welche das Abdeck­ organ normalerweise von der Ebene wegdrückt.

2. Schweißmaskenanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Öffnung rechteckige Form auf­ weist und die Vorspannungseinrichtung eine Einrichtung aufweist, welche das Abdeckungsorgan an zwei nicht­ benachbarten Seiten der rechteckigen Öffnung von der Ebene wegdrückt.

3. Schweißmaskenanordnung nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Vorspannungseinrichtung eine Doppelvorspannungsfeder mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende ist, wobei die Vorspannungsfeder derart angeordnet ist, daß sie ständig mit der rechtwinkligen Öffnung, an zwei nicht-benachbarten Seiten derselben, in Berührung steht.

4. Schweißmaskenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammen­ wirkende Verschließeinrichtung eine Mehrzahl von Dornen, die an dem Abdeckungsorgan angebracht sind, und eine Mehrzahl von damit zusammenwirkenden Schlitzen aufweist, welche am Rahmen angebracht sind, wobei die Dorne und die Schlitze eine zusammenwirken­ de Einrichtung zur Verhinderung einer gegenseitigen Verschiebung der Abdeckung und des Rahmens in der arretierten Stellung aufweisen.

5. Schweißmaskenanordnung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Dorn eine Ecke aufweist, die geeignet ist, mit dem Schlitz an einem Rand in Ein­ griff zu kommen, um eine gegenseitige Verschiebung der Abdeckung und des Rahmens zu verhindern, wenn die Ecke am Rand angreift.

6. Schweißmaskenanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungs­ einrichtung mittig mit einem Rahmen verbunden ist, welcher ein abgewinkeltes Profil und rechtwinklige Form aufweist, den Abmessungen der Sichtöffnung ent­ spricht und eng am Umfangsrahmen gehalten wird, wobei wirkungsvoll die sichtbare Strahlungsprojektion auf die Wände des Umfangsrahmens abgeschirmt wird.