容纳耳罩的焊接防护罩的制作方法

背景技术：
：焊工通常佩戴焊接防护罩以保护眼睛不受由焊炬所产生亮光的影响，以及保护脸部不受熔融金属和焊接过程中所产生火花的影响。焊工时常还需要听力保护，因为焊接操作频繁地在嘈杂的环境中进行。耳罩是期望的焊工听力保护形式，因为耳罩可在不用事先洗手的情况下施用。然而，耳罩的尺寸相当大，因此可能妨碍在焊工的头部上放置焊接防护罩。因此，焊工经常需要走出工作环境以在插入耳塞之前洗手或需要在没有听力保护的情况下行走。尽管已经制造出特殊的焊接防护罩来容纳伴随的耳罩使用，但这些防护罩往往尺寸庞大，造成很难在狭窄的空间中使用这些防护罩。经特殊调适的防护罩往往还导致妨碍焊工视线的间接光从防护罩的后方进入。另外，较宽尺寸的防护罩在未佩戴耳罩时可造成火花从后方进入防护罩。因此，焊工可能拥有两个防护罩：一个用于在有耳罩的情况下使用，另一个用于在没有耳罩的情况下使用。技术实现要素：本发明涉及新型焊接防护罩，该焊接防护罩包括：具有第一制造宽度的面罩、设置在面罩中的镜片以及可将面罩从其自然宽度伸展至增加宽度的伸展杆。本发明还涉及可用于伸展焊接防护罩的宽度的伸展杆。伸展杆包括拱形部分以及第一面罩附接端和第二面罩附接端。拱形部分位于第一面罩附接端与第二面罩附接端之间。在根据抗压测试进行测试时，拱形部分和第一面罩附接端与所述第二面罩附接端一起为伸展杆提供至少约30牛顿的抗压力。本发明提供克服上述缺点的新型焊接防护罩和伸展杆。具体地讲，本发明的焊接防护罩和伸展杆允许焊工在佩戴耳罩时和不佩戴耳罩时使用相同的焊接防护罩。伸展杆将焊接防护罩从其自然宽度伸展至较宽宽度，使得防护罩能够适应耳罩的使用。焊工也不再需要借助洗手和使用耳塞使用来实现在使用普通焊接防护罩时的听力保护。术语表下面陈述的术语将具有如下所定义的含义：“面罩”意指在佩戴焊接防护罩时设置于至少人脸前方并且可支撑镜片的固体结构；“增加宽度”意指在临时位置处在面罩的第一侧与第二侧之间测量的距离，该距离在通过施加外力改变自然宽度后测得；“镜片”意指一种固体结构，人在透过此结构(从内朝外)观看时可看见物体；“自然宽度”意指在面罩处于其预期形状且未在其上施加任何力时，在临时位置处在面罩的第一侧与第二侧之间测量的距离；“伸展杆”意指可附接到焊接防护罩并且能够在其上施加力以将焊接防护罩宽度伸展超过其自然宽度的装置；“临时位置”意指在面罩的后部周边处横向对分面罩的平面上的两个相对点之间进行的测量；以及“焊接防护罩”意指人佩戴在头部上以在焊接操作期间保护自身的装置。附图说明图1为根据本发明的焊接防护罩10的透视图；并且图2为根据本发明的焊接防护罩10的后视图，其示出了与焊接防护罩分离的伸展杆30。图3a和图3b示出了手动将伸展杆30固定到面罩12上在位置44处的开口58中。图4示出了可结合本发明使用的伸展杆30的底视图；并且图5a和图5b示出了可结合本发明使用的伸展杆的第一端36和第二端38。具体实施方式本发明提供一种具有面罩的焊接防护罩，该面罩具有第一制造宽度或自然宽度并且可伸展到第二增加宽度。通过可附接到面罩内部的伸展杆实现宽度伸展。伸展杆导致面罩的宽度增加，使得焊工可在嘈杂环境中佩戴面罩下方的耳罩。在焊接时经常需要听力保护，因为耳罩一般不需要在放置在头部上之前洗手，所以耳罩是常用的焊工听力保护形式。大部分耳塞需要使用者在插入耳中之前于手指之间捻转并压缩耳塞。因此，耳塞使用者必须首先洗手。因为耳罩从佩戴者的头部突出几厘米，所以耳罩可妨碍头部上的焊接防护罩放置。本发明的益处在于焊工不再需要在插入耳塞之前去水池洗手。焊工也不需要具有不妨碍耳罩使用的较大的第二防护罩。本发明因此可以在有耳罩或无耳罩的焊接中使用一个防护罩。在描述本发明的焊接防护罩和伸展杆时，词语“一个”和“所述”可与“至少一个”互换使用，以表示所描述元件中的一个或多个的意思。为了便于以下的描述，并且当观察投影到平面上的本发明的焊接防护罩时，横向或水平尺寸在整个直立防护罩上延伸，纵向尺寸在竖直方向上于防护罩底部与顶部之间延伸。图1示出具有面罩12的焊接防护罩10，镜片14设置到面罩中。示出的面罩12处于伸展状况下，这允许将面罩12佩戴在耳罩16上方。面罩12具有第一侧18和第二侧20，该第一侧和第二侧较远地间隔开以容纳焊工所佩戴的耳罩16。侧18与20之间的距离优选地增加至使得侧18和20不与耳罩16的外壳21接触的程度。耳罩16放置在每一只耳朵上方以减弱周围环境中的声音。面罩12通过附接到细长导向件24而接合头盔22并由其支撑，该细长导向件沿着纵分平面位于头盔中心。面罩托架26可用于将防护罩12附接到细长导向件24。对可移除地附接到细长导向件的面罩的描述可见于以下共同待审的美国专利申请：授予Daniels等人的13/627,571(标题为“ElongatedGuide,andVisorRemovablyMountedThereto”(细长导向件以及可移除地安装到其上的护目镜))以及授予Daniels等人的14/177,299(标题为“ApplianceMountingDeviceandSystemforHeadGear”(护头装置的用具安装装置和系统))。可结合本发明的焊接防护罩使用的耳罩示例描述于以下文献中：授予Carlborg等人的美国专利D668,392和D671,273，授予Karlsson等人的D663,900和D663,902，授予Emilsson等人的D509,323以及授予Nordin等人的8,243,943。可商购获得的产品包括例如无源耳罩，如3MTM品牌PeltorTMX系列或OptimeTMI、II或III。其他示例包括有源头戴式耳机，例如3MTMPeltorTMTactial、TwinCup或LitecomProTM。图2示出了结合伸展杆30的面罩12的内部28。伸展杆30用于将焊接防护罩10的面罩12从其未伸展状态32伸展至其伸展状态34。伸展杆30包括位于第一面罩附接端36与第二面罩附接端38之间的中心拱形部分34。附接端36附接到面罩12的第一侧18，附接端38附接到第二侧20。每个附接端36和38都包括用于将附接端固定到面罩12的部件40和42。伸展杆30的宽度W在伸展杆固定到面罩12之前大于面罩12介于附接位置44与46之间的宽度w。宽度W通常为约20cm至40cm，更通常地为约25cm到30cm，宽度w通常为约15cm至30cm。宽度W通常比宽度w大至少约10％至30％。当伸展杆30在位置44和46处附接到面罩时，面罩12的宽度w从未伸展状态32增加至伸展状态34。伸展杆30具有在箭头方向51和52上的抗压力，该抗压力大于面罩在相同方向51和52上在附接位置44和46处的抗压力。超过w的较大宽度W以及伸展杆30相较于面罩12的较大抗压力使得面罩12的侧18和20在伸展杆附接到面罩时移动分开。朝外移动，即侧18和20彼此远离的移动足够大以允许耳罩驻留在面罩的面18与20之间，而不妨碍耳罩16的外壳21。面罩12从其第一状态32到其第二伸展状态34的伸展量通常大于1厘米(cm)，更通常地为约2cm至10cm，仍然更通常地为约2.5cm至5cm。当伸展杆30固定到面罩12时，伸展杆的拱形或弓形部分35变成位于区域53中的镜片14上方。保护盖和/或装饰盖54和56可固定到面罩12，以遮盖伸展杆紧固装置40和42在位置44和46处接合到面罩12的位置处的外部。为了将伸展杆30固定到面罩12，从面罩12上移除两个盖子54和56并且使面罩12取向成使得可从后方观察面罩，如图2中所见。弓形部分35应指向到防护罩12中，其中两个端36和38指向后部。伸展杆可在顶部表面37上标记“up”以辅助识别伸展杆30相对于面罩12的合适取向。将第一端36放置到在防护罩内部的位置44处的第一孔洞58中。伸展面罩12，同时将伸展杆30推到面罩12中的合适位置中。通常，防护罩12伸展至宽于伸展杆30的未压缩宽度W，使得紧固装置42可在防护罩12中的第二位置46处置于第二孔洞58中。随后可将盖子54和56在位置44和46处固定到防护罩的外表面。图3a和图3b示出一个如何可将伸展杆30附接到面罩12的示例。在此情况下，伸展杆30手动地扣合到位。简单地通过将杆30的端36压入附接位置44处的开口58中来实现在面罩12的第一侧18处的紧固。紧固装置40的的式样可以设计成使得在实现合适的接合时听到“咔哒声”。紧固装置40可包括适于致使扣合接合到开口58中的凸构件。设置在附接端36和38中的每个上的紧固装置40和42可以相同或不同。例如，紧固装置40可包括多种机械装置、化学装置或物理装置。紧固装置40可包括例如穿过每一端36和38并在位置44和46处进入对应螺纹配件中的螺钉或螺栓。紧固装置40还可为在位置44和46处以摩擦方式接合圆柱形开口的支柱。或者，紧固装置40还可包括在插入开口58中后即接合该开口的弹性凸缘。在另一个实施方案中，紧固装置可包括允许间隔杆端36在位置44处在表面59处有待粘附到面罩12的粘合剂。基本上适用于在防护罩12的相对侧18和20上的相对位置处将间隔杆30连接到面罩12的任何紧固件都可结合本发明使用。下文在图5a和图5b中示出一个具体示例。图4示出了一个可根据本发明使用的伸展杆30的示例。伸展杆30具有位于第一端36与第二端38之间的弓形部分34。端36和38可相应地包括第一附接装置40和第二附接装置42。伸展杆30的弓形部分34相对于对分伸展杆30的平面60基本上对称。弓形部分34可具有第一弧形段62和第二弧形段64，每一段都具有从伸展杆30的内侧壁67测量的约7cm至10cm的曲率半径。多个桁架66中的一个可提供于伸展杆30中，以增加其刚度或其在箭头50和51的方向上的抗压力。桁架66可在内侧壁67与外侧壁68之间延伸。每个桁架66可采用三角形的形式，其中与侧壁67或68相遇的峰69间隔约1cm至3cm。因为伸展杆比焊接防护罩更硬，所以伸展杆在被插入焊接防护罩中时基本上不压缩。相反，焊接防护罩如上文所述方式伸展。当根据下述的抗压测试进行测量时，伸展杆通常具有约50牛顿至150牛顿的抗压力，更通常地具有约75牛顿至125牛顿的抗压力。伸展杆的抗压力通常为在也根据抗压测试进行测量时焊接防护罩的抗压力的至少约250％。更通常地，伸展杆的抗压力为焊接防护罩的抗压力的至少500％。图5a和图5b示出了伸展杆端36和38的外侧。伸展杆的第一端36和第二端38各自具有用于将相应端36和38固定到面罩12的装置40和42。每个紧固装置40和42都包括与端36或38的外表面72间隔的凸缘70。当在防护罩12内部朝向前部区域53向前推动伸展杆30并且端36和38在位置44和46处被压入防护罩中时，可穿过面罩12的每一侧上的开口58和58’放置凸缘70(图2)。当释放向前朝向前部区域52推动伸展杆的力时，凸缘70在开口58处接合面罩的外表面。端38中的一个(或多个)可具有标记或指示符74，用于将使用者指向伸展杆端38在组装期间接合的合适面罩侧。标记或指示符74可匹配位于该附接伸展杆端附接到其上的面罩的一侧上的类似标记或指示符。使用此类标记或指示符74使得伸展杆到面罩的附接更直观。实施例宽度测量测试在面罩上的“临时位置”处测量面罩自然宽度NW和增加宽度。为了识别临时位置，首先识别对分竖直取向镜片的横向延伸平面。在图2中示出此平面80。随后识别两个相对的点82和84，这两个点在面罩的每一侧上位于在面罩后部周边处的对分平面80上。自然宽度NW是在未伸展状态下线80在点82和84处与面罩周边相交的宽度。增加宽度是在伸展状态下线80在点82’和84’处与面罩周边相交的宽度。抗压力测试面罩抗压力：为了测量面罩的抗压力，将面罩的相对侧在伸展杆附接到面罩的位置处推到一起。在示出本申请实施方案的图中，这些位置应当为在位置44处的孔洞58处和在位置46处的孔洞58’处。测量推动方向51和52上的力。在面罩处于两侧被压缩20毫米(mm)至更紧靠在一起的压缩状态下测量力。面罩被放置在压机中且相对侧被压在一起以获得压缩力，使用可购自马萨诸塞州马尔伯勒的HBM公司(HBMInc.,Marlborough,MA)的S2500N负荷传感器来测量压缩力。测得的力表示面罩抗压力。伸展杆抗压力：为了测量伸展杆的抗压力，将伸展杆的相对端推到一起。伸展杆被放置在压机中，在相对端被推动20mm以更紧靠在一起的压缩状态下测量力。使用可购自马萨诸塞州马尔伯勒的HBM公司(HBMInc.,Marlborough,MA)的S2500N负荷传感器来测量力。测得的力表示伸展杆抗压力。面罩和伸展杆组件：构造各自具有类似于图中所示焊接防护罩和伸展杆的构型的焊接防护罩和伸展杆。伸展杆在固定到面罩之前具有宽度W，该宽度大于面罩12介于附接位置44与46之间的宽度w。测量伸展杆宽度W和面罩宽度w两者。根据上述抗压测试测量面罩和伸展杆的抗压力。这些测试的结果在下表1和表2中示出。超过w的较大宽度W以及伸展杆相较于面罩的较大抗压力使得面罩的相对侧在伸展杆安装在面罩中时移动分开。侧的朝外移动增加侧间的距离，并且足够大以允许3MTMPeltorTMOptimeTMI耳罩驻留在每一面罩侧的下方，而不在佩戴耳罩和本发明的面罩时妨碍耳罩。根据上述宽度测量测试测量面罩的宽度从自然宽度NW至增加宽度IW的增加。伸展杆使用的结果在下表2中示出。表1伸展杆未插入伸展杆宽度W28cm面罩宽度w25cm(W-w)/w×10012％面罩抗压力(FSRTC)11.5N面罩自然宽度25cm表2伸展杆固定到面罩面罩和伸展杆抗压力97N伸展杆抗压力85N面罩增加宽度28cmIW-NW3cm在不脱离本发明的实质和范围的前提下，可对本发明进行各种变型和更改。因此，本发明并不局限于上述实施方案，而是受下述权利要求及其任何等效物中所提及限制的控制。本发明也可在不存在本文未具体公开的任何元件的情况下适当地实践。以上引用的所有专利和专利申请，包括在
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