ES2289510T3 - Mascara mejorada de soldadura. - Google Patents

Abstract

Una máscara para la protección de los ojos de un operador que efectúa una soldadura por arco, que incluye un cuerpo (1) de un material opaco, con forma sustancial de pantalla, con una ventana (3) de observación equipada con una pantalla de cristal líquido que puede ser conmutada a una condición sustancialmente transparente o a una condición de alta absorbencia, estando dispuesta la pantalla (4) de cristal líquido para quedar en una condición de alta absorbencia cuando está en su estado no activado, y para conmutar a la condición sustancialmente transparente como resultado de ser activada por un circuito eléctrico (5), caracterizada porque incluye un asa (2) para agarrarla que tiene un botón pulsador (7) para activar dicho circuito eléctrico (5).

Description

Máscara mejorada de soldadura.

La presente invención está relacionada con una máscara de protección ocular, para personas que efectúan trabajos de soldadura por arco.

Es bien conocido que la intensidad de la luz emitida por un arco eléctrico durante la soldadura por arco puede originar daños en la vista, si el arco y la zona de trabajo directamente iluminada por él se observan sin protección en los ojos. Por tanto, se han proporcionado máscaras desde hace tiempo que tienen una ventana esmerilada con un vidrio altamente absorbente, conocido como vidrio no actínico, que permite al operador observar la zona donde está realizando una soldadura por arco, sin ningún peligro para su vista.

Aunque las máscaras más antiguas tenían un vidrio fijo no actínico y habían de ser retiradas del campo de visión del usuario con el fin de observar la zona de trabajo cuando se extingue el arco, se introdujeron después unas máscaras que tenían un vidrio móvil no actínico, que el operador podía desplazar entre una posición activa en la línea de visión y una posición inactiva fuera de la línea de visión, por medio de una palanca activadora. El operador es capaz de esta manera de observar la zona sobre la cual está trabajando, tanto cuando el arco está encendido como cuando está apagado, simplemente recordando cada vez que ha de desplazar el vidrio no actínico a la posición apropiada. La manipulación de estos dispositivos mecánicos requiere sin embargo, una cierta fuerza, y es fácil que el dedo del operador resbale sobre la palanca cuando el arco está activo, originando así un periodo sin protección y los daños consiguientes. Además, el dispositivo mecánico se atasca fácilmente y funciona mal, como resultado de la considerable relación de transmisión requerida entre la palanca y el mecanismo que desplaza el vidrio no actínico.

Se han introducido recientemente máscaras para soldadura con arco en las cuales la ventana de observación está cubierta por una pantalla de cristal líquido que es normalmente transparente, pero que se hace altamente absorbente, de forma muy similar a la del vidrio no actínico, al aplicarle una señal en particular. Estas máscaras tienen una célula fotoeléctrica la cual, cuando está afectada por la luz del arco, activa un circuito que indica a la pantalla de cristal líquido que debe oscurecerse. De esta manera, la protección se activa totalmente de forma automática simplemente encendiendo el arco, y la velocidad de reacción del dispositivo es suficiente para limitar el tiempo transcurrido entre la activación del arco y el oscurecimiento de la pantalla de cristal líquido, en una duración tan corta que impide daños a la vista del operador.

Estas máscaras tienen, sin embargo, algunas desventajas fundamentales. Una primera desventaja consiste en el hecho de que la condición de reposo de la máscara corresponde al estado de transparencia de la pantalla de cristal líquido. Esto significa que cualquier avería de un circuito, o un agotamiento de la batería de fuente de alimentación, o la presencia accidental de un objeto que impida que la luz del arco alcance la célula fotoeléctrica, conducirán a una falta de protección y por tanto a los consiguientes daños. Otra desventaja reside en el hecho de que el dispositivo debe mantenerse en condiciones de funcionamiento, y por tanto consumiendo energía, durante todo el periodo en el cual se efectúa la soldadura, con el resultado de que la vida de las baterías de alimentación de energía es corta, aún cuando se utilicen las más costosas. Otra seria desventaja consiste en alto coste de tales máscaras, como resultado de la relativa complejidad de los circuitos opto-electrónicos y los componentes utilizados.

El objeto de la presente invención es por tanto proporcionar una máscara para soldadura que supere las desventajas antes descritas de las máscaras conocidas en la técnica. En particular, un objeto de la invención es proporcionar una máscara para soldadura en la cual ninguna situación accidental, tal como una avería o una batería agotada, conducirá en ninguna circunstancia a una pérdida de protección. Otro objeto de la invención es proporcionar al operador el control de las condiciones de la máscara, que puede hacerse funcionar de una manera extremadamente sencilla y sin esfuerzo. Otro objeto más de la invención es proporcionar un funcionamiento con un mínimo consumo de energía eléctrica, asegurando que las baterías de alimentación de energía duran más, aún cuando sean del tipo económico. Un objeto final de la invención es permitir que la máscara se pueda fabricar con un coste relativamente bajo.

Estos objetos se consiguen con una máscara para soldadura por arco con una ventana de observación cubierta por una pantalla de cristal líquido, que puede ser conmutada a una condición sustancialmente transparente o a una condición de alta absorbencia, caracterizada porque la pantalla de cristal líquido está configurada para quedar en la condición de alta absorbencia cuando está en su estado desactivado, y para conmutar a la condición sustancialmente transparente como resultado de ser activada.

Preferiblemente, el circuito eléctrico que controla el estado de la pantalla de cristal líquido está configurado para permanecer totalmente inactivo durante todos aquellos periodos en los que el operador no lo ha controlado para obtener la condición transparente de la pantalla de cristal líquido, con el fin de observar la zona de trabajo sin que se absorba luz.

Como resultado de estas disposiciones, cualquier circunstancia que conduzca a la inactividad del circuito eléctrico de control, tal como una avería, un agotamiento de la batería de fuente de alimentación o el deslizamiento accidental del dedo del operador alejándose del control de la activación, origina que la pantalla de cristal líquido vuelva a su condición de oscurecimiento, asegurando así la protección. Además, como el circuito eléctrico no está en funcionamiento permanente, sino que está activado solamente bajo ciertas circunstancias, el consumo de energía es bajo y las baterías de alimentación de energía permanecen cargadas durante un tiempo largo, de forma que puede utilizarse el tipo económico de la batería. El operador puede llevar a cabo el control mediante un simple botón pulsador, de una manera por tanto muy sencilla. Finalmente, como no se requieren medios opto-electrónicos para detectar la luz del arco, el coste del dispositivo se reduce sustancialmente.

La condición de oscurecimiento correspondiente al estado no activado de la pantalla de cristal líquido puede alcanzarse fácilmente de diversas maneras, por ejemplo superponiendo al menos una capa de cristales líquidos y una capa de polarización permanente con su eje de polarización ortogonal al eje de polarización de los cristales líquidos en su estado de reposo, o superponiendo dos o más capas de cristales líquidos que funcionen reaccionando de manera opuesta cuando son activados o, de nuevo y preferiblemente, por medio de una pantalla con tres capas, dos capas exteriores que están polarizadas linealmente de forma permanente, con ejes de polarización cruzados o polarizadas circularmente con sentidos de rotación opuestos, y una capa intermedia de cristales líquidos que están ópticamente inactivos cuando no están activados y polarizados ópticamente cuando están
activados.

Con el fin de que pueda ser realmente accionado con facilidad, el botón de control puede ser instalado en el asa para agarrar la máscara, que puede contener también las baterías de alimentación de energía y el circuito electrónico de control.

Estas y otras características, objetos y ventajas del objeto de la invención quedarán más claras a partir de la siguiente descripción de ejemplo de modo de realización, aunque no limitativo, con referencia a los dibujos anexos, en los cuales:

- la figura 1 es una vista en alzado de la máscara que mira hacia el operador;

- la figura 2 es una sección vertical tomada sobre la línea II-II de la figura 1;

- la figura 3 es un diagrama de bloques del circuito eléctrico que controla el estado de la pantalla de cristal líquido;

- la figura 4 es un diagrama de una señal que puede ser utilizada para controlar el estado de la pantalla de cristal líquido.

La máscara ilustrada tiene un cuerpo 1 sustancialmente con forma de pantalla, con un asa 2 para agarrarla. El cuerpo 1 debe ser opaco a la luz y puede estar hecho de un material plástico adecuado, metal u otro material adecuado. Hay formada una ventana 3 de observación en el cuerpo 1, que es suficientemente grande para que un operador pueda observar la zona sobre la que está trabajando mientras lleva a cabo una operación de soldadura por arco. La ventana 3 de observación está equipada con una pantalla 4 de cristal líquido. Esta pantalla 4, de acuerdo con los diversos modos posibles de realización, puede estar constituida por una sola capa o por varias capas de materiales diferentes o diferentemente orientados. Su característica fundamental, de acuerdo con la invención, es que cuando no está activada, está en su condición de oscurecimiento.

Hay formada una cavidad en el asa 2 para alojar un circuito eléctrico 5 que incluye baterías adecuadas de fuente de alimentación. Este circuito está conectado a la pantalla 4 de cristal líquido por medio de unos conectores 6. De acuerdo con una característica preferida de la invención, el circuito eléctrico 5 puede funcionar permaneciendo totalmente inactivo en circunstancias normales, y para ser activado mediante el control de un botón pulsador 7 dispuesto en el asa
2.

En su estado de reposo, por tanto, la máscara 1 tiene su ventana 3 de observación oscurecida por la pantalla 4 de cristal líquido que, cuando no está activada, es altamente absorbente de la luz. La máscara puede ser utilizada por tanto para proteger los ojos cuando se está llevando a cabo una operación de soldadura por arco y, como esto ocurre en el estado de reposo del conjunto, no hay ninguna clase de accidente que pueda comprometer las condiciones de
seguridad.

Si el operador desea observar la zona en la que está trabajando cuando el arco está apagado, puede presionar simplemente el botón 7 y el circuito eléctrico 5 envía una señal a la pantalla 4 de cristal líquido que la activa, haciendo que se haga sustancialmente transparente. El operador puede entonces observar la zona de trabajo con la luz ambiente normal. Debe observarse que cualquier circunstancia accidental que pueda impedir el correcto funcionamiento del conjunto, impide esta acción y hace que el operador desplace la máscara con el fin de examinar la zona sobre la que está trabajando, pero el efecto protector de la máscara no quedará comprometido en modo
alguno.

El circuito eléctrico 5 puede ser ilustrado en un diagrama de bloques, como el ofrecido en la figura 3. Incluye una batería 8 de fuente de alimentación, el botón 7 de activación que es normalmente mantenido en su condición de apertura por medio de una fuerza elástica indicada por la flecha 9, una etapa 10 de elevación de tensión, que hace posible utilizar baterías 8 que proporcionan una tensión baja que, en otro caso, no sería suficiente para alimentar el circuito de control, y una etapa 12 de oscilador que, cuando está activada, genera una señal que funciona activando la pantalla 4 de cristal líquido. Por ejemplo, se podrían utilizar dos baterías tipo AA de 1,5 voltios, que proporcionan una tensión continua de 10 voltios en el punto 11 para alimentar el oscilador 12, mientras que en su salida 13 este oscilador puede emitir una señal de onda cuadrada, tal como la ilustrada en la figura 4, que podría tener una tensión de \pm 5 voltios y una frecuencia de 70 hertzios. Es claro que estos valores se dan meramente a modo de ejemplo de implementación y que el técnico que diseñe el sistema podría elegir valores diferentes.

Como se ha mencionado anteriormente, existen varias maneras de obtener una pantalla de cristal líquido normalmente oscurecida que se hace sustancialmente transparente cuando se activa. Un método que parece particularmente bien adecuado para esta aplicación consiste en superponer tres capas, de las cuales las dos más externas están polarizadas permanentemente con planos de polarización ortogonales o sentidos opuestos de rotación, y por tanto oscuras cuando se observan juntas, y una tercera capa, intermedia, entre las dos primeras, consistente en cristales líquidos que son ópticamente inactivos cuando no están activados y polarizados cuando están activados eléctricamente. La polarización de esta tercera capa cuando está activada cambia el plano o sentido de la polarización de la luz que viene a través de las dos capas exteriores, de manera que la luz ya no es interceptada por la otra capa exterior.

La máscara que se ha descrito hasta ahora, no tiene ningún componente optoelectrónico costoso que funcione reaccionando a la luz emitida por el arco eléctrico y es, por tanto, notablemente económica. Sin embargo, si se acepta un pequeño aumento en el coste de la máscara de la invención, se puede mejorar aún más proporcionando una célula fotoeléctrica 14 que pueda recibir la luz del arco y esté dispuesta de manera que impida el funcionamiento del circuito eléctrico 5. De esta manera, la célula fotoeléctrica 14 protege contra un movimiento erróneo del operador, que podría presionar inadvertidamente el botón 7 cuando el arco está encendido. Debe observarse que la célula fotoeléctrica llevaría a cabo la función opuesta a la máscara automática de la técnica anterior.

Es claro que la invención no está restringida a los modos de realización descritos e ilustrados a modo de ejemplos. En esta descripción se han mencionado varias modificaciones posibles, mientras que podrían concebirse otras por un experto en este campo.

Claims (6)

1. Una máscara para la protección de los ojos de un operador que efectúa una soldadura por arco, que incluye un cuerpo (1) de un material opaco, con forma sustancial de pantalla, con una ventana (3) de observación equipada con una pantalla de cristal líquido que puede ser conmutada a una condición sustancialmente transparente o a una condición de alta absorbencia, estando dispuesta la pantalla (4) de cristal líquido para quedar en una condición de alta absorbencia cuando está en su estado no activado, y para conmutar a la condición sustancialmente transparente como resultado de ser activada por un circuito eléctrico (5), caracterizada porque incluye un asa (2) para agarrarla que tiene un botón pulsador (7) para activar dicho circuito eléctrico (5).

2. Una máscara de soldadura según la reivindicación 1, caracterizada porque el circuito eléctrico (5) que controla el estado de la pantalla (4) de cristal líquido está dispuesto de manera que permanece totalmente inactiva en aquellos periodos en los que el operador no lo controla para conmutar la pantalla (4) de cristal líquido a su condición transparente, con el fin de observar la zona de trabajo sin que se absorba luz.

3. Una máscara de soldadura según la reivindicación 1, caracterizada porque el asa (2) para agarrarla tiene una cavidad para alojar el circuito eléctrico (5) para controlar el estado de la pantalla (4) de cristal líquido, así como la batería (8) de fuente de alimentación.

4. Una máscara de soldadura según la reivindicación 1, caracterizada porque dicha pantalla (4) de cristal líquido, que está normalmente oscurecida y se hace sustancialmente transparente cuando se activa, incluye tres capas, de las cuales las dos más externas están permanentemente polarizadas, bien en planos de polarización ortogonales o en sentidos de rotación opuestos, y por tanto se oscurecen en su conjunto, con una tercera capa interpuesta entre las dos primeras, consistente en cristales líquidos que son ópticamente inactivos cuando no están activados y polarizados cuando se activan eléctricamente.

5. Una máscara de soldadura según la reivindicación 1, caracterizada porque el circuito eléctrico (5) que controla el estado de la pantalla (4) de cristal líquido, incluye una batería (8) de fuente de alimentación de baja tensión, un botón pulsador (7) que está normalmente abierto, una etapa (10) de elevación de la tensión, y una etapa (12) de oscilador que funciona generando una señal para controlar el estado de la pantalla (4) de cristal líquido.

6. Una máscara de soldadura según la reivindicación 1, caracterizada porque incluye también una célula fotoeléctrica (14) dispuesta de manera que la luz de un arco eléctrico incide sobre ella y funciona, cuando se activa, impidiendo el funcionamiento del circuito eléctrico (5).