WO2000038603A1 - Gesichtsschutz - Google Patents

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WO2000038603A1
WO2000038603A1 PCT/CH1999/000615 CH9900615W WO0038603A1 WO 2000038603 A1 WO2000038603 A1 WO 2000038603A1 CH 9900615 W CH9900615 W CH 9900615W WO 0038603 A1 WO0038603 A1 WO 0038603A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
protective shield
face protection
transparent protective
liquid crystal
crystal cell
Prior art date
Application number
PCT/CH1999/000615
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Gunz
Livio Ghisleni
Original Assignee
Xelux Holding Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xelux Holding Ag filed Critical Xelux Holding Ag
Priority to EP99957837A priority Critical patent/EP1164990A1/de
Publication of WO2000038603A1 publication Critical patent/WO2000038603A1/de

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F9/00—Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
    • A61F9/04—Eye-masks ; Devices to be worn on the face, not intended for looking through; Eye-pads for sunbathing
    • A61F9/06—Masks, shields or hoods for welders

Definitions

  • the present invention relates to a face shield with a transparent protective shield according to the preamble of claim 1.
  • Face shields usually include a transparent protective screen in the form of a protective shield or screen, which is attached to a helmet in a foldable manner or can be worn as a mask.
  • Protective shields are also known which can be worn in the hand.
  • Such protective shields or shields are known to the person skilled in the art for a wide variety of fields of application, in particular for fire or police operations, for the construction industry or for the chemical industry. In general, these protective shields require impact and abrasion resistance, as well as acid and chemical resistance.
  • Such transparent protective shields are, however, not suitable for welders, since an optical protection for the eyes against the during the according to the applicable standards
  • the face masks used in welding and cutting torch technology comprise an opaque mask part with a transparent anti-glare device, which either consists of passive dark glasses or, as described in US Pat. Nos. 4,071,912 and 5,315,099, is equipped with active protective glasses .
  • active protective glasses Such active protective glasses, respectively.
  • Light filter arrangements generally comprise at least one polarizer analyzer system and are equipped with further filter elements, in particular UV and IR cut filters.
  • Anti-glare devices with active elements such as liquid crystal cells or other electro-optical components, furthermore comprise more or less sophisticated electronic controls, sensor arrangements, regulating devices and voltage supply circuits in order to meet the requirements for the specific use. So they darken in the absence of intensive welding arc automatically clears relatively clear active optical systems at the beginning of the welding process. This matching of the transparency of the active optical systems to the glare protection actually required allows the face protection to be worn constantly, ie also before and after an actual welding process. Practice shows, however, that the total weight of such protective masks is undesirably high.
  • helmets, masks or shields which are suitable for welders, are made of non-transparent material for reasons of anti-glare protection, the anti-glare devices being inserted in viewing windows arranged in the viewing area of the face protection wearer.
  • the wearer's field of vision is not only restricted by the size of the viewing window or the glare protection device, but also by the edge area made of opaque material, i.e. by frame or socket of the active anti-glare device, which is generally designed as a cassette.
  • the control and regulating devices and power supplies are generally arranged in these opaque edge regions.
  • the field of vision should be understood to mean that part of the room that can still be perceived sharply when the head is still but the eyes are moving.
  • the visual field is to be understood as the part of the space that can be overlooked with one or both eyes without a head or eye movement.
  • a restricted field of vision or visual field leads to a partial loss of spatial perception for the wearer of protective helmets or masks and is perceived by welders as extremely disadvantageous.
  • Practice also shows that the face protection wearer wants to have an unrestricted field of vision in numerous applications, for example to detect approaching vehicles in welding Work on roads or in their immediate surroundings, be it work on tram tracks, rail tracks or on any shafts in the street area.
  • EP-0 474 775 therefore describes a welding helmet which has separate side windows which essentially shield IR and UV radiation and have a predetermined, constant filter effect for visible light.
  • the above-mentioned welding helmet partially extends the field of vision for welders, the task is not solved to create a face shield suitable for welders with an expanded, in particular unrestricted field of vision.
  • a face shield is to be created which gives the welder an unrestricted field of vision.
  • a face shield is to be created which can be used under bad weather or other adverse working conditions and is light in weight, can be manufactured inexpensively and can be used as a durable and hard-wearing disposable product.
  • the face shield for use in welding work comprises an active anti-glare device, the at least one liquid crystal cell and one for operation this has at least one liquid crystal cell required electronics.
  • the face shield is made of a heat-resistant and flame-retardant material, which material prevents damage from welding spatter and the associated impairment of the view of the work place.
  • the face shield prevents the impermissible IR radiation and UV radiation, and has a constant filter effect for visible light.
  • an anti-glare device is used, the functional components, i.e. the at least one liquid crystal cell and the electronics required for the operation of this liquid crystal cell are arranged spatially separate from one another, the optical elements, in particular the liquid crystal cell, and the electronics being connected to one another by at least one electrically conductive connection.
  • the electronics are arranged outside of a predetermined field of view on the transparent protective shield, which field of view is defined by the field of view of the face protection wearer to be expected.
  • the glare protection device is preferably integrated in the transparent protective shield of the face protection.
  • the transparent protective shield is constructed from at least one core layer and two cover layers, the active anti-glare device preferably being embedded in the core layer.
  • Each of these layers can be constructed from a plurality of optically active elements and in particular comprise a film, a coating, a substrate or a film.
  • These optical elements can optionally be printed, can act as a heat reflector or mechanical protection, in particular as a scratch protection, or can have special optical effects, for example as polarizers, UV and IR cut filters or color or transmission filters for visible light. It goes without saying that a wide variety of arrangements of the elements mentioned can be chosen by the person skilled in the art in order to achieve desired effects in a simple manner. Furthermore, it does not require any particular inventive step to choose the type of individual elements in such a way that the transparent protective shield meets the legal requirements for the safety of welding workers.
  • the layer-by-layer structure of the transparent protective shield and the integration of the anti-glare device thus made possible means that the at least one liquid crystal cell and the individual electro-optical elements associated with the electronics no longer require any carrier elements or separate protective elements.
  • the functions of the frames and heavy protective glasses of conventional anti-glare devices are taken over by the layers and are therefore obsolete. This leads to a reduction in the thickness on the one hand and the weight on the other of the transparent protective shield, which in turn has a positive effect on comfort.
  • the transparent protective shield has an essentially constant thickness, in particular from 3 mm to 5 mm, preferably from 3.3 mm to 3.8 mm.
  • the transparent protective shield is cast by means of a sealing compound and in particular the individual layers are glued to one another and to one another in order to protect the components of the anti-glare device against dust, moisture or moisture, abrasive or agreeable, gaseous, liquid or solid substances .
  • the seal or. Adhesive contain additives which produce an optical effect and in particular a certain coloring, transmission or filter effect, also in the UV and IR range.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a transparent protective shield for a face protection according to the invention
  • Fig. 2 is a schematic view of the transparent
  • Protective shield according to Figure 1 with an expanded field of view shows an exploded view of the structure of the protective shield according to the invention.
  • Fig. 4 shows a cross section through a protective shield according to the invention.
  • FIG. 1 shows a protective shield 13 according to the invention for a face protection 11, in which protective shield a glare protection device 12 is arranged in the visible area.
  • Active anti-glare devices according to the invention comprise at least one liquid crystal cell, as well as electronics required for the operation of the liquid crystal cell.
  • the anti-glare device 12 is applied directly to the transparent protective shield 13 in a simple manner, but can equally well be integrated into this.
  • the transparent protective shield is made of a heat-resistant and flame-retardant material, which is infrared and / or ultraviolet radiation
  • the constant filter effect for visible light is preferably brought about by adding pigments.
  • pigments are mixed in, which lead to a blue-green coloring of the transparent protective shield. It is understood that the coloring, reflective properties and the optical effect achieved are adapted to the legal requirements.
  • Materials for producing the transparent protective shield 13 are known to the person skilled in the art; For example, poly methacrylate (PMMA), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC), or
  • the active glare protection element 12 lies in the field of view 14 of the transparent protective shield 13.
  • FIG. 2 shows a preferred arrangement of the active anti-glare element 12.
  • a liquid crystal cell 221, the electronics 222 required for the operation of the liquid crystal cell and two lines 223 and 224 electrically connecting the liquid crystal cell and the electronics are integrated into the transparent protective shield 23.
  • the liquid crystal cell 221 is arranged inside the field of view 241 and the electronics 222 outside the field of view 241.
  • the edges between liquid crystal cell 221 and transparent protective shield 23, between electronics 222 and transparent protective shield 23, and between the electrical lines 223 and 224 and the transparent protective shield 23 are provided here, for example, with opaque cover strips 225, 226, 227 and 228 , wherein the covers or cover strips have a width of 0.2 mm to 1.5 mm, preferably between 0.5 mm and 1.2 mm and in particular between 0.7 mm and 1.0 mm.
  • These opaque covers or cover strips can be provided with the product name or the company logo.
  • the mentioned small thickness of the opaque covers or cover strips 225, 226, 227 and 228 and the fact that they are very close to the face of the face protection wearer means that these opaque covers or cover strips do not interfere with the perception of the face protection wearer impact.
  • the nature and the composition of the spatially separated components of the anti-glare device ie the liquid crystal cell 221, the electronics 222 and the connecting lines 223 and 224 are well known to the person skilled in the art of anti-glare technology and therefore require them no further explanation.
  • the electronics can have solar cells, cutouts for batteries or sensor elements that allow contactless programming or adjustment before or during operation of the active anti-glare device.
  • FIG. 3 shows an exploded view of the transparent protective shield according to the invention.
  • the protective shield 31 is here made up of three layers 33, 34 and 35, layer 33 being the one which is directly exposed to the source of light and danger, while layer 35 faces the wearer of the face protection.
  • the liquid crystal cell 321, the electronics 322 required to control the liquid crystal cell 321 and two lines 323 and 324 electrically connecting the liquid crystal cell 321 and the electronics 322 are integrated in the core layer 34, which is indicated by the corresponding cutouts 3210, 3220, 3230, 3240 in FIG Core layer 34 of the protective shield is indicated schematically.
  • the opaque covers or cover strips 325, 326, 327 and 328 are arranged on the layer 33, preferably glued on.
  • the shape of the recesses or the corresponding elements of the anti-glare device i.e. Liquid crystal cell, required electronics and connecting electrical
  • FIG. 4 shows a cross section through a transparent protective shield according to the invention in order to illustrate the layered structure of a preferred embodiment.
  • the core layer 44 is here composed of the layers 441, 442 and 443, the liquid crystal cell 421, the
  • Layer 442 is made of a transparent, heat-resistant and flame-retardant material, such as, for example, Apec * HT, to which green-brown pigments in particular have been mixed for darkening and which contains additives which prevent IR and UV radiation in accordance with the applicable regulations.
  • Layer 441 serves to compensate for the unpleasant flickering that sometimes occurs during operation of the liquid crystal cell, while layer 443 contains additives for reflecting IR and UV radiation. Both layers 441 and 443 are preferably made of Apec * HT.
  • the layer 43 exposed to the light and hazard source is constructed from three layers 431, 432 and 433 arranged parallel to one another.
  • the middle layer 432 is preferably made of Apec "HT and offers further protection against IR and / or UV radiation, while the layer 431 preferably acts as scratch protection and the layer 433 acts as a heat reflector.
  • the opaque covers or cover strips 425, 426 , 427 and 428 are arranged on the layer 431. It goes without saying, however, that the opaque covers or cover strips 425, 426, 427 and 428 can also be printed as part of an otherwise transparent layer 430 or on such a transparent layer 430.
  • a transparent one Layer 430 would then be arranged parallel to layer 431, as indicated in FIG. 4, and could also be covered with a scratch-resistant film.
  • the layer 45 assigned to the wearer of the face protection is here composed of three layers arranged parallel to one another. ten 451, 452 and 453.
  • the middle layer 452 is in turn preferably made of Apec * HT, which contains additives protecting against IR and UV radiation, while the layer 451 preferably acts as an IR and UV reflector and the layer 453 acts as scratch protection.
  • the individual layers of the transparent protective shield are glued underneath and to one another and potted by means of a sealing compound, as a result of which reliable protection of the transparent protective shield against dust, moisture or moisture, abrasive or aggressive, gaseous, liquid or solid substances can be ensured.
  • Invention may contain the sealant additives which produce a special optical effect and in particular a specific coloring, transmission or filter effect, also in the UV and IR range.
  • sealant additives which produce a special optical effect and in particular a specific coloring, transmission or filter effect, also in the UV and IR range.
  • electrically conductive adhesives can also be used instead of the electrical lines.
  • the method for bonding the individual layers in particular is well known to the person skilled in the art in this field and therefore requires no further explanation.
  • the transparent protective shields can be designed as masks, helmets or any other shape useful for the welder. Furthermore, there is no need for any inventive addition to equip the transparent protective shield with known additional devices, such as air filters, hearing or fire-resistant neck protection devices, in order to provide the desired face protection.
  • Advantages of the transparent protective shield according to the invention suitable for welding work lie in the provision of an unrestricted field of vision, in particular a field of vision, for the welding operator.
  • the created transparent protective shield is of low weight, which ensures increased comfort. Thanks to its design, the transparent protective shield can also be used under any harsh working conditions.

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Abstract

Die Erfindung umfasst einen Gesichtsschutz (11) mit einem schichtweise aufgebauten, transparenten Schutzschild (13, 23) zur Verwendung bei Schweisserarbeiten. Der transparente Schutzschild ist mit einer aktiven Blendschutzvorrichtung (12) versehen, welche mindestens eine Flüssigkristallzelle (221) und eine für den Betrieb dieser Flüssigkristallzelle erforderliche Elektronik (222) aufweist, wobei die Flüssigkristallzelle und die Elektronik räumlich getrennt voneinander angeordnet sind. Eine solche Anordnung erlaubt die Beeinträchtigung der Sicht durch opake Bereiche im Gesichtsfeld zu minimieren, sowie die Dimension der teuren aktiven optischen Elemente auf ein Mindestmass zu reduzieren.

Description

Gesichtsschütz
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gesichtsschutz mit einem transparenten Schutzschild gemass Oberbegriff des Anspruchs 1.
Gesichtsschutze umfassen in der Regel eine durchsichtige Schutzscheibe in Form eines Schutzschildes oder Schutzschirms, welche an einem Helm klappbar befestigt ist oder als Maske getragen werden kann. Es sind auch Schutzschilde bekannt, die in der Hand getragen werden können. Solche Schutzschilde oder -schirme sind dem Fachmann für die verschiedensten Einsatzgebiete bekannt, insbesondere für Feuerwehr- oder Polizeieinsätze, für das Baugewerbe oder für die chemische Industrie. Im allgemeinen werden von diesen Schutzschilden Schlag- und Abriebfestigkeit, sowie Säure- und Chemikalienbeständigkeit gefordert. Derartige transparente Schutzschilde sind allerdings für Schweisser nicht geeignet, da ein den geltenden Normen entsprechender optischer Schutz für die Augen gegen die während des
Schweissens auftretende hohe Lichtintensität mit grossen Anteilen an UV- und IR-Strahlung nicht gegeben ist.
Daher umfassen die in der Schweiss- und Schneidbrenner- technik verwendeten Gesichtsmasken einen opaken Maskenteil mit einer transparenten Blendschutzvorrichtung, welche entweder aus passiven Dunkelgläεern besteht oder, wie in der US-4 071 912 und US-5 315 099 beschrieben, mit aktiven Schutzgläsern ausgerüstet ist. Solche aktive Schutzgläser resp. Lichtfilteranordnungen umfassen in der Regel mindestens ein Polarisator-Analysator-System und sind mit weiteren Filterelementen, insbesondere UV- und IR-Sperrfiltern ausgerüstet. Blendschutzvorrichtungen mit aktiven Elementen, wie z.B. Flüssigkristallzellen oder anderen elektro- optischen Bauelementen, umfassen weiterhin mehr oder weniger ausgeklügelte elektronische Steuerungen, Sensoranordnungen, Regeleinrichtungen und Spannungsversorgungsschal- tungen, um den Anforderungen an die spezifische Verwendung gerecht zu werden. So dunkeln die bei Abwesenheit des intensiven Schweisslichtbogens verhältnismässig klaren aktiven optischen Systeme beim beginnenden Schweissprozess automatisch ab. Dieses Abstimmen der Transparenz der aktiven optischen Systeme auf den tatsächlich erforderlichen Blendschutz erlaubt es, den Gesichtsschutz konstant zu tragen, d.h. auch vor und nach einem tatsächlichen Schweissvorgang. Die Praxis zeigt allerdings, dass das Gesamtgewicht derartiger Schutzmasken unerwünscht hoch ist.
Diese für Schweisser geeigneten Helme, Masken oder Schilde sind aus Gründen des Blendschutzeε aus nicht-transparentem Material gefertigt, wobei die Blendschutzvorrichtungen in im Sichtbereich des Gesichtsschutzträgers angeordneten Sichtfenster eingesetzt sind. Das Blickfeld des Trägers wird dabei nicht nur durch die Grosse des Sichtfensters bzw. der Blendschutzvorrichtung eingeschränkt, sondern darüber hinaus auch durch den aus opakem Material gefertigten Randbereich derselben, d.h. durch Rahmen oder Fassung der im allgemeinen als Kassette ausgebildeten aktiven Blendεchutzvorrichtung. In diesen undurchsichtigen Randbereichen sind in der Regel die Steuerungs- und Regeleinrichtungen, sowie Stromversorgungen angeordnet.
Im folgenden soll unter Blickfeld der Teil des Raumes verstanden werden, der bei unbewegtem Kopf, aber bewegten Augen, noch scharf wahrgenommen werden kann. Unter Gesichtsfeld soll im folgenden der mit einem oder beiden Augen ohne Kopf- oder Augenbewegung übersehbare Teil des Raumes verstanden werden.
Ein eingeschränktes Blick- oder Gesichtsfeld führt zu einem Teilverlust der räumlichen Wahrnehmung für den Träger von Schutzhelmen oder -masken und wird von Schweissern als äusserst nachteilig empfunden. Weiterhin zeigt die Praxis, dass der Gesichtsschutzträger bei zahlreichen Anwendungen über ein uneingeschränktes Blickfeld verfügen möchte, so bspw. zur Wahrnehmung herannahender Fahrzeuge bei Schweis- serarbeiten auf Verkehrsstrassen oder in deren unmittelbaren Umgebung, seien das nun Arbeiten an Strassenbahn- schienen, Eisenbahnschienen oder an irgendwelchen Schächten im Strassenbereich.
In der EP-0 474 775 wird deshalb ein Schweisserhelm beschrieben, der separate Seitenfenster aufweist, welche IR- und UV-Strahlung im wesentlichen abschirmen und einen vorgegebenen, konstanten Filtereffekt für sichtbares Licht haben. Obwohl der erwähnte Schweisserhelm das Blickfeld für Schweisser partiell erweitert, ist die Aufgabe nicht gelöst, einen für Schweisser geeigneten Gesichtsschutz mit erweitertem, insbesondere uneingeschränktem Gesichtsfeld zu schaffen .
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Gesichtsschutz zu schaffen, welcher für Schweisserarbeiten geeignet ist, welcher die Nachteile der bekannten Vorrichtungen nicht aufweist und insbesondere einen für Schweiss- und Schneidbrennerarbeiten den Normen entsprechenden Augenschutz gewährleistet.
Darüberhinaus soll ein Gesichtsschutz geschaffen werden, der dem Schweisser ein uneingeschränktes Gesichtsfeld gewährt. Insbesondere soll ein Gesichtsschutz geschaffen werden, der unter Schlechtwetterbedingungen oder anderen widrigen Arbeitsbedingungen einsatzbar und von geringem Gewicht ist, preisgünstig hergestellt werden kann und als langlebiges und strapazierfähiges Einwegprodukt Verwendung finden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mit einem Gesichtsschutz mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Insbesondere umfasst der Gesichtsschutz zur Verwendung bei Schweis- serarbeiten eine aktive Blendschutzvorrichtung, die mindestens eine Flüssigkristallzelle und eine für den Betrieb dieser mindestens einen Flussigkristallzelle erforderliche Elektronik aufweist.
Es versteht sich, dass der Gesichtsschutz aus einem wärme- formbeständigen und flammwidrigen Material gefertigt ist, welches Material die Beschädigung durch Schweissspritzer und die damit einhergehende Beeinträchtigung der Sicht auf die Arbeitsstelle verhindert. Darüber hinaus versteht es sich, dass der Gesichtsschutz die unzulässige IR-Strahlung und UV-Strahlung abhält, sowie einen konstanten Filtereffekt für sichtbares Licht aufweist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Blendschutzvorrichtung verwendet, deren funktionelle Bestandteile, d.h. die mindestens eine Flussigkristallzelle und die für den Betrieb dieser Flussigkristallzelle erforderliche Elektronik, räumlich getrennt voneinander angeordnet sind, wobei die optischen Elemente, insbesondere die Flussigkristallzelle, und die Elektronik durch mindestens eine elektrisch leitende Verbindung miteinander verbunden sind. Dabei ist zur Schaffung eines erweiterten Gesichtsfeldes die Elektronik ausserhalb eines vorgegebenen Ge- sichtsfeldbereichs auf dem transparenten Schutzschild angeordnet, welcher Gesichtsfeldbereich durch das zu erwar- tende Gesichtsfeld des Gesichtsschutzträgers definiert ist. In einer Weiterbildung der Erfindung wird, zur Schaffung eines uneingeschränkten Gesichts- oder Blickfeldes, darauf geachtet, dass allfällige opake Abdeckungen der Ränder der aktiven optischen Elemente und der elektrisch leitenden Verbindungen die Perzeption des Gesichtsschutzträgers nicht beeinträchtigen, wobei der Blickfeldbereich auf dem transparenten Schutzschild durch das zu erwartende Blickfeld des Gesichtsschutzträgers definiert ist.
Eine derartige Anordnung erlaubt nicht nur, die Beeinträchtigung der Sicht durch opake Bereiche im Gesichtsfeld- resp. Blickfeldbereich herkömmlicher Gesichtsschutze zu vermeiden und dadurch die Rundumsicht erheblich zu verbessern, sondern erlaubt auch, die Dimension der teuren aktiven optischen Elemente auf ein Mindest ass zu reduzieren.
Vorzugsweise ist die Blendschutzvorrichtung in den transparenten Schutzschild des Gesichtschutzes integriert. Dabei ist der transparente Schutzschild aus mindestens einer Kernschicht und zwei Deckschichten aufgebaut, wobei die aktive Blendschutzvorrichtung vorzugsweise in der Kern- schicht eingelassen ist. Jede dieser Schichten kann aus mehreren optisch wirksamen Elementen aufgebaut sein, und insbesondere eine Folie, eine Beschichtung, ein Substrat oder einen Film umfassen. Diese optischen Elemente können wahlweise bedruckt sein, können als Hitze-Reflektor oder mechanischer Schutz, insbesondere als Kratzschutz wirken, oder besondere optische Wirkungen aufweisen, beispielsweise als Polarisatoren, UV- und IR-Sperrfilter oder Färb- oder Transmissionsfilter für sichtbares Licht wirken. Es versteht sich, dass verschiedenste Anordnungen der erwähnten Elemente vom Fachmann gewählt werden können, um in einfacher Weise gewünschte Wirkungen zu erzielen. Desweiteren bedarf es keiner besonderen erfinderischen Leistung, die Art der einzelnen Elemente so zu wählen, dass der transparente Schutzschild den gesetzlichen Vorschriften für die Sicherheit von Schweissarbeitern genügt.
Durch den schichtweisen Aufbau des transparenten Schutz- schildes und der damit ermöglichten Integration der Blendschutzvorrichtung wird erreicht, dass die mindestens eine Flussigkristallzelle sowie die einzelnen der Elektronik zugeordneten elektro-optischen Elemente keinerlei Trägerelemente oder separate Schutzelemente mehr benötigen. Die Funktion der Rahmen und schweren Schutzgläser herkömmlicher Blendschutzvorrichtungen werden von den Schichten über- nommen und sind somit hinfällig. Dies führt zu einer Reduktion einerseits der Dicke und andererseits des Gewichtes des transparenten Schutzschildes, was sich wiederum positiv auf den Tragekomfort auswirkt.
So weist in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung der transparente Schutzschild eine im wesentlichen konstante Dicke, von insbesondere 3 mm bis 5 mm, vorzugsweise von 3.3 mm bis 3.8 mm, auf.
Weitere Ausführungsformen des erfindungsgemässen trans- parenten Gesichtsschutzes ergeben sich aus den Merkmalen der vorliegenden Unteransprüche.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der transparente Schutzschild, mittels einer Dichtungsmasse vergossen und sind insbesondere die einzelnen Schichten untereinander und miteinander verklebt, um die Bauteile der Blendschutzvorrichtung vor Staub, Feuchtigkeit oder Nässe, abrasiven oder agreεsiven, gasförmigen, flüssigen oder festen Substanzen zu schützen. Darüber hinaus kann die Dichtungs- resp. Klebmasse Zusätze enthalten, welche eine optische Wirkung und insbesondere eine bestimmte Färb-, Transmisεions- oder Filterwirkung, auch im UV- und IR- Bereich, erzeugen.
Im folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und mit Hilfe der Figuren näher erläutert werden. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine schematiεierte Anεicht eineε transparenten Schutzschildes für einen erfindungsgemässen Ge- sichtsεchutz ;
Fig. 2 eine schematisierte Ansicht des transparenten
Schutzschildes nach Figur 1 mit erweitertem Ge- Sichtsfeld; Fig. 3 eine Explosionsansicht zum Aufbau des erfindungs- gemässen Schutzschildes; und
Fig. 4 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemässes Schutzschild.
Figur 1 zeigt ein erfindungsgemässes Schutzschild 13 für einen Gesichtsεchutz 11, bei welchem Schutzεchild im Sichtbereich eine Blendschutzvorrichtung 12 angeordnet ist. Aktive Blendschutzvorrichtungen gemass der Erfindung umfassen mindestens eine Flüsεigkriεtallzelle, sowie eine für den Betrieb der Flussigkristallzelle erforderliche Elektronik. In der in Figur 1 gezeigten Darstellung ist die Blendschutzvorrichtung 12 in einfacher Weise direkt auf das transparente Schutzschild 13 aufgebracht, kann aber ebenso gut in dieses integriert sein.
Das transparente Schutzschild ist aus einem wärmeformbe- εtändigen und flammwidrigen Material gefertigt, das Infrarot- und/oder Ultraviolett-Strahlung den geltenden
Vorschriften zum Schutz vor dieser Strahlung entsprechend im wesentlichen ausεchlieεεt und einen konεtanten Filtereffekt für εichtbares Licht aufweist. Der konstante Filtereffekt für εichtbares Licht wird vorzugsweise durch Zumiεchen von Pigmenten bewirkt. Insbesondere werden Pigmente zugemischt, die zu einer blaugrünen Einfärbung des transparenten Schutzschildeε führen. Eε versteht sich, dass die Einfärbung, Reflektionseigenschaft und die erzielte optische Wirkung den gesetzlichen Anforderungen angepasst ist.
Materialien zur Herstellung des transparenten Schutzschildes 13 sind dem Fachmann bekannt; so können bspw. Polyme- thylmetacrylat (PMMA) , Polyethylenterephthalat (PET) , Polyethylennaphthalat (PEN) , Polycarbonat (PC) , oder
Materialien auf der Basis von Polyacrylaten oder Polye- stern, vorzugsweise jedoch ein unter dem Namen Apec* HT erhältliches Copolycarbonat auf der Basis von Bisphenol A, verwendet werden. Erfindungsgemäεε liegt das aktive Blendschutzelement 12 im Gesichtsfeldbereich 14 des transparenten Schutzschildes 13.
Figur 2 zeigt eine bevorzugte Anordnung des aktiven Blendschutzelementes 12. In das transparente Schutzschild 23 sind eine Flussigkristallzelle 221, die für den Betrieb der Flussigkristallzelle erforderliche Elektronik 222 und zwei die Flüεεigkristallzelle und die Elektronik elektrisch miteinander verbindende Leitungen 223 und 224 integriert. Dabei ist die Flüssigkriεtallzelle 221 innerhalb des Gesichtsfeldbereichs 241 und die Elektronik 222 ausserhalb des Gesichtsfeldbereichs 241 angeordnet.
Die Ränder zwischen Flüεεigkristallzelle 221 und transparentem Schutzεchild 23, zwischen Elektronik 222 und transparenten Schutzschild 23, und zv/ischen den elektrischen Leitungen 223 und 224 und dem transparenten Schutz- schild 23 sind hier bspw. mit opaken Abdeckstreifen 225, 226, 227 und 228 versehen, wobei die Abdeckungen bzw. Abdeckstreifen eine Breite von 0.2 mm bis 1.5 mm, vorzugsweise zv/ischen 0.5 mm und 1.2 mm und insbesondere zwischen 0.7 mm und 1.0 mm aufweisen. Diese opaken Abdeckungen bzw. Abdeckstreifen werden können mit der Produktbezeichnung oder dem Firmenzeichen versehen sein. Die erwähnte geringe Dicke der opaken Abdeckungen bzw. Abdeckεtreifen 225, 226, 227 und 228 und die Tatεache, daεs diese sehr nahe vor den Augen deε Gesichtsschutzträgers sind, führt dazu, dass sich diese opaken Abdeckungen bzw. Abdeckstreifen nicht störend auf die Perzeption des Gesichtsεchutzträgerε auswirken.
Das Wesen und die Zusammensetzung der räumlich getrennten Bestandteile der Blendschutzvorrichtung, d.h. die Flüssig- kristallzelle 221, die Elektronik 222 und die verbindenden Leitungen 223 und 224 sind dem Fachmann auf dem Gebiet der Blendschutztechnik hinlänglich bekannt und bedürfen daher keiner weiteren Erläuterung. So kann bspw. die Elektronik Solarzellen, Ausεparungen für Batterien oder Sensorelemente, die eine kontaktlose Programmierung oder Einstellung vor oder während des Betriebs der aktiven Blendschutzvor- richtung erlauben, aufweisen.
Figur 3 zeigt eine Explosionsdarεtellung des erfindungs- gemässen transparenten Schutzschildes . Das Schutzschild 31 ist hier aus drei Schichten 33, 34 und 35 aufgebaut, wobei Schicht 33 diejenige ist, die der Licht- und Gefahrenquelle direkt ausgeεetzt ist, während Schicht 35 dem Träger des Gesichtsεchutzes zugewandt ist. In der Kernschicht 34 sind die Flussigkristallzelle 321, die zur Steuerung der Flussigkristallzelle 321 erforderliche Elektronik 322 und zwei die Flussigkristallzelle 321 und die Elektronik 322 elektrisch miteinander verbindenden Leitungen 323 und 324 integriert, was durch die entsprechenden Aussparungen 3210, 3220, 3230, 3240 in der Kernschicht 34 des Schutzschilds schematisch angedeutet ist. Die opaken Abdeckungen bzw. Abdeckstreifen 325, 326, 327 und 328 sind auf der Schicht 33 angeordnet, vorzugsweise aufgeklebt.
Die Form der Ausεparungen bzw. der entεprechenden Elemente der Blendschutzvorrichtung, d.h. Flüsεigkriεtallzelle, erforderliche Elektronik εowie verbindende elektrische
Leitungen soll in keiner Weiεe durch die Figurenbeschreibung beschränkt werden. Modifikationen und Weiterbildungen liegen im Bereich des normalen fachmännischen Handelns. So können die im Kernbereich 34 eingearbeiteten Aussparungen zusätzliche Ecken, Kanten oder Absätze aufweisen, um einerseits zur Vereinfachung der Herstellung und damit zur Verringerung der Produktionεkosten des transparenten Schutzschildes beizutragen oder andererseitε den für den Fachmann auf dem Gebiet bekannten Variationen der Form von Flüssigkristall-zelle, erforderliche Elektronik oder verbindenden Leitungen gerecht zu werden. Figur 4 zeigt einen Querschnitt durch ein erfindungsgemässes, transparenteε Schutzschild, um den schichtweisen Aufbau einer bevorzugten Ausführungsform zu verdeutlichen. Die Kernschicht 44 ist hier aus den Schichten 441, 442 und 443 aufgebaut, wobei die Flüεsigkristallzelle 421, die
Elektronik 422 und die verbindenden Leitungen 423 und 424 in der Schicht 442 integriert sind. Die Schicht 442 ist aus einem transparenten, wärmeformbeständigen und flammwidrigen Material gefertigt, wie bspw. Apec* HT, dem insbesondere grün-braune Pigmente zum Abdunkeln zugemischt sind und welches Additive enthält, die entsprechend den geltenden Vorschriften IR- und UV-Strahlung abhalten. Die Schicht 441 dient der Kompensation des teilweise während des Betriebs der Flussigkristallzelle auftretenden unangenehmen Flim- merns, während die Schicht 443 Additive zur Reflektion von IR- und UV-Strahlung enthält. Beide Schichten 441 und 443 sind vorzugsweise aus Apec* HT gefertigt.
Die der Licht- und Gefahrenquelle exponierte Schicht 43 ist aus drei parallel zueinander angeordneten Schichten 431, 432 und 433 aufgebaut. Die mittlere Schicht 432 ist vorzugsweise aus Apec" HT hergestellt und bietet einen weiteren Schutz vor IR- und/oder UV-Strahlung, während die Schicht 431 vorzugsweise als Kratzεchutz und die Schicht 433 als Hitzereflektor wirken. Die opaken Abdeckungen bzw. Abdeckstreifen 425, 426, 427 und 428 sind auf der Schicht 431 angeordnet. Es versteht sich allerdings, dass die opaken Abdeckungen bzw. Abdeckstreifen 425, 426, 427 und 428 auch Teil einer ansonεten transparenten Schicht 430 oder auf einer solchen transparenten Schicht 430 aufgedruckt sein können. Eine transparente Schicht 430 wäre dann parallel zur Schicht 431 angeordnet, wie in Figur 4 angedeutet und könnte darüber hinaus mit einer kratzfesten Folie überzogen sein.
Die dem Träger des Gesichtsschutzes zugeordnete Schicht 45 ist hier aus drei parallel zueinander angeordneten Schich- ten 451, 452 und 453 aufgebaut. Die mittlere Schicht 452 ist wiederum vorzugsweise aus Apec* HT hergestellt, die vor IR- und UV-Strahlung schützende Additive enthält, während die Schicht 451 vorzugsweise als IR- und UV-Reflektor und die Schicht 453 als Kratzschutz wirken.
Die einzelnen Schichten des transparenten Schutzschildes sind unter- und miteinander verklebt, sowie mittels einer Dichtungsmaεse vergossen, wodurch ein sicherer Schutz des transparenten Schutzschildes vor Staub, Feuchtigkeit oder Nässe, abrasiven oder agressiven, gasförmigen, flüssigen oder festen Substanzen gewährleistet werden kann.
Die besondere Zusammensetzung der verwendeten Dichtungs- bzw. Klebmassen ist nicht Gegenstand der vorliegenden
Erfindung und kann die Dichtungsmasεe Zusätze enthalten, welche eine besondere optische Wirkung und insbesondere eine bestimmte Färb-, Transmissionε- oder Filterwirkung, auch im UV- und IR-Bereich, erzeugen. Darüber hinaus können statt der elektrischen Leitungen auch elektrisch leitende Klebmassen verwendet werden. Ebenso ist das Verfahren zur Verklebung insbesondere der einzelnen Schichten dem Fachmann auf diesem Gebiet hinlänglich bekannt und bedarf daher keiner weiteren Erläuterung.
Vielfältige Modifikationen und Weiterbildungen dieses transparenten Schutzεchildes liegen im Bereich des fachmännischen Könnens. So versteht es sich, dasε die transparenten Schutzschilde als Masken, Helme oder jede andere für den Schweisser nützliche Form ausgebildet werden kann. Weiterhin bedarf es keines beεonderen erfinderischen Dazutuns, den transparenten Schutzεchild mit bekannten zusätzlichen Vorrichtungen, wie Luftfilter, Gehör- oder feuerbe- εtändigen Halεεchutzvorrichtungen auszustatten, um einen gewünεchten Gesichtsschutz zu schaffen. Vorteile des erfindungsgemäεsen für Schweisserarbeiten geeigneten transparenten Schutzschildes liegen in der Bereitstellung eines für den Schv.'eisser uneingeschränkten Gesichtεfeldes , insbesondere Blickfeldes. Darüber hinaus ist der geschaffene transparente Schutzschild von geringem Gewicht, wodurch ein erhöhter Tragekomfort gewährleistet wird. Weiterhin ist der transparente Schutzschildz dank seiner Bauweise unter jeglichen rauhen Arbeitsumstanden einsetzbar .

Claims

Patentansprüche
1. Geεichtεεchutz (11) mit einem transparenten Schutzεchild (13, 23), dadurch gekennzeichnet, dass der transparente Schutzschild (13, 23), zur Verwendung für
Schweisserarbeiten, mit einer aktiven Blendschutzvorrichtung (12)) versehen ist, welche mindestens eine Flussigkristallzelle (221) und eine für den Betrieb dieser Flussigkristallzelle erforderliche Elektronik (222) aufweist.
2. Gesichtsschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, zur Schaffung eines erweiterten Gesichtsfeldes des Gesichtsεchutzträgers, die Flüssigkristall- zelle (221) und die für den Betrieb dieser Flussigkristallzelle erforderliche Elektronik (222) räumlich getrennt voneinander angeordnet sind und durch mindestens eine elektrisch leitende Verbindung (223, 224) miteinander verbunden sind, wobei die Elektronik aus- serhalb eines Gesichtsfeldbereichs des transparenten
Schutzschildes und vorzugεweise ausserhalb eines Blickfeldbereichs des transparenten Schutzschildes angeordnet ist.
3. Gesichtεεchutz nach einem der Anεprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass, zur Schaffung eines uneingeschränkten Gesichtsfeldes, die Blendschutzvorrichtung keine die Perzeption des Gesichtschutzträgers beeinträchtigenden opaken Rand aufweist.
4. Gesichtsschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dasε die Blendschutzvorrichtung in den transparenten Schutzschild integriert ist.
5. Gesichtsschutz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der transparente Schutzschild mindestens eine, zwischen zwei Deckschichten (33, 35) angeordnete Kernschicht umfasεt (34).
6. Gesichtsschutz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich- net, daεε die Deckεchichten und/oder die Kernschicht aus optisch wirksamen Elementen, insbesondere Polarisatoren, optische Filter, Reflektoren, aufgebaut sind.
7. Geεichtεεchutz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich- net, dass die Deckschichten und/oder die Kernschicht mit Hitze reflektierenden Elementen verεehen sind.
8. Gesichtsschutz nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschichten mit Schutzschichten gegen mechanische und thermische Beschädigungen versehen sind.
9. Gesichtεεchutz nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dasε der transparente Schutz- schild im wesentlichen eine konstante Dicke, insbesondere von 3mm biε 5mm, aufweiεt.
10. Gesichtsεchutz nach einem der vorgehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der transparente Schutzschild als Maske oder Helm ausgebildet ist.
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