Патент на изобретение №2331747

(54) СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ВЫРАВНИВАНИЯ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ И РАСПОРНЫЙ УЗЕЛ ДЛЯ НЕГО

(57) Реферат:

Изобретение относится к строительным инструментам, а именно к инструментам для выравнивания вертикальных поверхностей при производстве строительных работ (оштукатуривание поверхностей, выравнивание стен и т.д.). Технический результат изобретения заключается в упрощении конструкции, снижении времени штукатурных работ и трудозатрат, повышении качества выравнивания вертикальной поверхности, а также в повышении удобства работы при фиксации инструмента относительно опорных поверхностей, расширении функциональных возможностей применяемого в строительном инструменте распорного узла. Строительный инструмент для выравнивания вертикальной поверхности содержит лазерный индикатор вертикальности, правило, выполненное в виде рейки с параллельными продольными сторонами, две направляющие рейки для правила и распорных узлов. С каждой направляющей рейкой соединен соответствующий распорный узел, установленный на конце направляющей рейки и предназначенный для фиксации направляющей рейки между опорными поверхностями. Инструмент также содержит планки с измерительными шкалами, идентичными друг другу. При этом с каждой направляющей рейкой связаны две планки с измерительными шкалами, установленные на расстоянии друг от друга. Планки с измерительными шкалами связаны с направляющей рейкой с возможностью ориентации измерительных шкал перпендикулярно продольной оси направляющей рейки. Лазерный индикатор предназначен для его установки между установленными вдоль выравниваемой поверхности на расстоянии друг от друга направляющими рейками с возможностью проецирования вертикального светового луча на ориентированные перпендикулярно их осям идентичные деления измерительных шкал. Распорный узел строительного инструмента состоит из несущей консоли, поворотного рычага и упорного элемента. Несущая консоль с одной стороны соединена с направляющей рейкой инструмента, а с другой стороны – с поворотным рычагом. Несущая консоль соединена с направляющей рейкой с возможностью перемещения и последующей фиксации относительно нее. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к строительным инструментам, а именно к инструментам для выравнивания вертикальных поверхностей при производстве строительных работ (оштукатуривание поверхностей, выравнивание стен и т.д.).

Известно устройство для нанесения и разравнивания строительного раствора по патенту РФ № 2052609, кл. E04F 21/02. Известное устройство содержит направляющую раму, рабочий орган, установленный на раме с возможностью перемещений в плоскости, перпендикулярной плоскости рамы, и вдоль последней, и привод рабочего органа. При этом рабочий орган выполнен в виде П-образного составного щита, боковые стенки которого подпружинены относительно основания щита и имеют на внешней поверхности градуировочную шкалу. Устройство содержит также сборную раму, которая с помощью распорных элементов фиксируется между полом и потолком рядом со стеной, на которую необходимо нанести строительный раствор. Направляющая рама установлена на сборной раме с возможностью перемещения. Рабочий орган в виде П-образного щита установлен на направляющей раме с возможностью перемещения вдоль нее с помощью винтового подъемника, а в плоскости, перпендикулярной плоскости направляющей рамы, посредством винтовой пар, имеющей рукоятку. Боковые стенки щита подпружинены с помощью винтовой пары относительно щита. На направляющей раме щит установлен посредством рамы со стержнями, входящими в гнезда, выполненные на щите. На наружных сторонах боковых стенок щита нанесена градуировочная шкала.

В известном устройстве по патенту РФ № 2052609 распорный элемент представляет собой домкрат, обеспечивающий прижатие сборной рамы к опорным поверхностям (полу и потолку).

Недостатком известного устройства является его сложность и громоздкость, а также невозможность обеспечения и контроля строгой вертикальности выравниваемой поверхности.

Недостатком известного распорного элемента, применяемого для фиксации строительного инструмента между полом и потолком, является неудобство работы с ним, т.к. требуются значительные физические усилия для обеспечения фиксации сборной рамы относительно опорных поверхностей, кроме того, известный распорный узел может быть использован только в качестве такового, т.е. без возможности расширения его функциональных возможностей.

Задача, решаемая заявляемым изобретением, – упрощение конструкции, снижение времени штукатурных работ и трудозатрат, обеспечение высокого качества выравнивания вертикальной поверхности, а также обеспечение удобства работы при фиксации инструмента относительно опорных поверхностей и расширение функциональных возможностей применяемого в строительном инструменте распорного узла.

Поставленная задача решается тем, что в строительном инструменте для выравнивания вертикальной поверхности, содержащем лазерный индикатор вертикальности, предназначенный для визуализации в виде светового луча уровня вертикальности и определения величины отклонения от этого уровня обрабатываемой поверхности; правило, выполненное в виде рейки с параллельными продольными сторонами, две направляющие рейки для правила и распорных узлов; с каждой направляющей рейкой соединен соответствующий распорный узел, установленный на конце направляющей рейки и предназначенный для фиксации направляющей рейки между опорными поверхностями, например полом и потолком; инструмент также содержит планки с измерительными шкалами, идентичными друг другу, при этом с каждой направляющей рейкой связаны две планки с измерительными шкалами, установленные на расстоянии друг от друга, планки с измерительными шкалами связаны с направляющей рейкой с возможностью ориентации измерительных шкал перпендикулярно продольной оси направляющей рейки; лазерный индикатор предназначен для его установки между установленными вдоль выравниваемой поверхности на расстоянии друг от друга направляющими рейками с возможностью проецирования вертикального светового луча на ориентированные перпендикулярно их осям идентичные деления измерительных шкал.

В строительном инструменте сечение каждой направляющей рейки может быть выполнено в форме двутавра. В строительном инструменте планки с измерительными шкалами могут быть выполнены прозрачными.

Поставленная задача решается также тем, что в распорном узле заявляемого строительного инструмента, состоящем из несущей консоли, поворотного рычага и упорного элемента, несущая консоль с одной стороны соединена с направляющей рейкой инструмента, а с другой стороны – с поворотным рычагом, несущая консоль соединена с направляющей рейкой с возможностью перемещения и последующей фиксации относительно нее; поворотный рычаг распорного узла состоит из двух функциональных звеньев, сопряженных друг с другом, первое звено предназначено для удержания рычага в руках исполнителя, посредством второго звена поворотный рычаг соединен с несущей консолью, при этом поворотный рычаг соединен с несущей консолью с возможностью его поворота относительно несущей консоли вокруг оси вращения, для этого на несущей консоли и во втором звене поворотного рычага выполнены отверстия, центром которых является ось вращения рычага, в которых установлена шпилька; огибающая наружной поверхности второго звена поворотного рычага в плоскости, перпендикулярной оси вращения, функционально состоит из рабочего и нерабочего участков, рабочий участок образован прямолинейным и дугообразным участками, сопряженными между собой, с другой стороны дугообразный участок сопряжен с одной стороной первого звена поворотного рычага, а прямолинейный участок – с нерабочим участком второго звена, сопряженным, в свою очередь с другой стороной первого звена поворотного рычага, при этом прямолинейный участок образован хордой окружности, частью которой является дугообразный участок, ось вращения поворотного рычага смещена относительно центра дугообразного участка в направлении, перпендикулярном прямолинейному участку в противоположную от него сторону; на шпильке установлен упорный элемент, охватывающий второе звено рычага и несущую консоль и имеющий в сечении, проходящем через продольную ось шпильки, П-образную форму, обеспечивающую возможность поворота поворотного рычага внутри упорного элемента, на боковых сторонах упорного элемента выполнены отверстия под шпильку размером, превышающим ее наружный диаметр для обеспечения перемещения упорного элемента относительно шпильки в вертикальном направлении, наружная поверхность центрального участка упорного элемента, расположенного между двумя его боковыми сторонами, предназначена для взаимодействия с опорной поверхностью; взаимные геометрические размеры второго звена поворотного рычага и упорного элемента выбраны исходя из условия обеспечения прижатия центрального участка упорного элемента к опорной поверхности прямолинейным участком второго звена поворотного рычага при повороте поворотного рычага из начального положения, при котором угол между первым звеном поворотного рычага и несущей консолью является максимальным, по направлению к несущей консоли, при этом максимальный рабочий угол поворота поворотного рычага составляет 90° и ограничен с одной стороны опорной поверхностью, а с другой стороны – несущей консолью.

В распорном узле сечение направляющей рейки может быть выполнено в форме двутавра, содержащим две противолежащие полки.

В распорном узле несущая консоль может быть выполнена с С-образным сечением, охватывающим обращенную к ней полку направляющей рейки для обеспечения взаимного перемещения направляющей рейки и несущей консоли по принципу «пенала».

В распорном узле несущая консоль может быть соединена с направляющей рейкой посредством винта, установленного в отверстии, выполненном в несущей консоли, обеспечивающего прижатие полки направляющей рейки к охватывающим ее сторонам несущей консоли.

Заявляемый инструмент работает по принципу распора, т.е. упирается своими крайними частями с одной стороны в пол, а с другой стороны – в потолок.

Инструмент состоит из следующих основных частей как минимум: двух установленных на расстоянии друг от друга направляющих реек; распорного узла; правила и лазерного индикатора вертикальности.

Направляющие рейки устанавливаются вертикально относительно выравниваемой поверхности и фиксируются относительно опорных поверхностей (пола и потолка) посредством распорных узлов, установленных с обоих концов каждой направляющей рейки или только с одного ее конца. Направляющие рейки имеют строго прямолинейные параллельные продольные стороны. Правило, выполненное также в виде рейки со строго прямолинейными продольными сторонами, в процессе выравнивания поверхности перемещается по направляющим рейкам вдоль выравниваемой поверхности, распределяя предварительно нанесенный на поверхность раствор. Поскольку направляющие рейки установлены строго вертикально, при перемещении правила по ним раствор будет распределяться по выравниваемой поверхности с образованием строго вертикальной поверхности.

Целесообразно выполнять направляющие рейки с сечением в виде двутавра, т.к. при перемещении правила по направляющим рейкам, они подвергаются поперечным нагрузкам, которые могут привести к их изгибу, сечение в виде двутавра – наиболее оптимальное сечение с точки зрения обеспечения жесткости направляющих реек. Выполнение сечения в виде двутавра позволяет увеличить сопротивление направляющих реек поперечным нагрузкам, которые могут привести к их продольному изгибу. Сечение в виде двутавра означает, что направляющая рейка содержит центральную рейку и две жестко соединенные с ней (или выполненные заодно с ней) параллельные полки. Наружные продольные плоскости обеих полок параллельны друг другу.

Распорный узел может быть установлен только с одного конца направляющей рейки, тогда в опорную поверхность (потолок или пол) упирается упорный элемент распорного узла, а в противоположную поверхность (соответственно пол или потолок) упирается сама направляющая рейка.

Распорный узел может быть установлен с двух концов направляющей рейки, тогда в пол упирается нижний распорный узел, а в потолок – верхний распорный узел.

Инструмент содержит планки с измерительными шкалами, ориентированными в противоположную от выравниваемой поверхности сторону. С каждой направляющей рейкой соединены две планки с измерительными шкалами. Указанные планки могут быть соединены с направляющими рейками непосредственно или могут быть соединены с распорными узлами, жестко соединенными с направляющими рейками. К чему присоединены планки с измерительными шкалами – непринципиально, главное, чтобы они были каким-либо образом зафиксированы относительно направляющих реек, поэтому в формуле использован термин связаны в отношении взаимосвязи направляющих реек и планок с измерительными шкалами, позволяющий обобщить варианты соединения как непосредственно направляющих реек с указанными планками, так и опосредованно, например, через элементы распорного узла, жестко соединенного с направляющей рейкой.

Измерительные шкалы на планках должны быть обязательно идентичными, т.е. соответствующие деления на каждой шкале должны одинаково идентифицировать одно и тоже расстояние от этого деления до базы измерения. Все планки, как минимум на момент установки направляющих реек, должны быть параллельны друг другу, т.к. именно посредством измерительных шкал направляющие рейки устанавливаются строго вертикально. После того, как инструмент установили вертикально, планки с измерительными шкалами могут быть или убраны, или положение их может быть изменено, т.к. непосредственно при проведении штукатурных работ (после того, как инструмент установлен) они уже не используются. При установке направляющих реек планки с измерительными шкалами должны иметь следующее положение: их измерительные шкалы должны быть ориентированы строго перпендикулярно продольной оси направляющей рейки, с которой они связаны.

При работе с заявляемым инструментом нет необходимости всегда обеспечивать положение измерительных планок, при котором измерительные шкалы будут перпендикулярны направляющим рейкам. Главное, обеспечить такое взаимное положение направляющей рейки и измерительных шкал при установке инструмента. Затем положение измерительных планок может быть изменено с точки зрения обеспечения удобства работы с инструментом.

Сущность изобретения заключается в следующем: установив как минимум две направляющие рейки строго вертикально на необходимом расстоянии от обрабатываемой (выравниваемой) поверхности (на расстоянии, равном ширине правила плюс толщина штукатурного слоя для конкретной обрабатываемой поверхности), можно, нанеся на нее раствор, сразу начать процесс выравнивания поверхности путем перемещения правила по поверхности направляющих реек вдоль обрабатываемой поверхности. Таким образом, исключается необходимость предварительного нанесения на выравниваемую поверхность уровневых маяков, а сразу после установки инструмента начинается процесс выравнивания вертикальной поверхности.

Жесткая фиксация направляющих реек относительно выравниваемой поверхности обеспечивается посредством распорных узлов, устанавливаемых или с одного конца каждой рейки, или с ее обоих концов.

Наличие, как минимум, двух направляющих реек обусловлено необходимостью обеспечения стабильного положения правила относительно выравниваемой поверхности, т.е. вдоль направляющих реек, что возможно, если у правила будет более одной линии опоры.

Установка строго вертикально направляющих реек обеспечивается следующим образом. Посредством лазерного индикатора визуализируется в виде вертикальной световой линии (светового луча) уровень вертикальности. Планки с измерительными шкалами устанавливаются в положение, когда их измерительные шкалы и продольные оси направляющих реек взаимно перпендикулярны. Измерительные шкалы при этом параллельные друг другу, а их соответствующие деления идентично измеряют расстояние от этого деления до базы измерения, в частности относительно вертикального светового луча лазерного индикатора. Направляющие рейки устанавливаются таким образом, чтобы вертикальный световой луч лазерного индикатора проецировался на соответствующие деления обеих измерительных шкал каждой направляющей рейки. Поскольку при установке направляющих реек планки с измерительными шкалами ориентированы так, что измерительные шкалы перпендикулярны направляющим рейкам, следовательно, обеспечив проецирование вертикального светового луча на соответствующие деления измерительных шкал каждой направляющей рейки, мы обеспечим строго вертикальное положение направляющей рейки. Зафиксировав строго вертикальное положение направляющих реек посредством распорных узлов, мы обеспечим стабильное положение направляющих реек относительно выравниваемой поверхности, а следовательно, стабильное положение правила относительно выравниваемой поверхности.

Поскольку правило, выполненное в виде рейки с параллельными продольными сторонами, в процессе работы скользит продольной стороной по направляющим рейкам относительно выравниваемой поверхности, распределяя нанесенный на эту поверхность раствор, следовательно, после распределения раствора правилом будет обеспечена строгая вертикальность выровненной таким образом поверхности.

После выравнивания части вертикальной поверхности инструмент перемещается и устанавливается относительно нового участка обрабатываемой поверхности описанным выше способом, далее обрабатывается следующий участок поверхности и далее последовательно осуществляется обработка (выравнивание) всей поверхности. Площадь участка, подвергающегося обработке в процессе каждого цикла, определяется длиной правила.

Преимущество заявляемого инструмента для выравнивания вертикальных поверхностей заключается в том, что при его использовании исключается необходимость предварительного нанесения на выравниваемую поверхность уровневых маяков, что значительно упрощает процесс выравнивания поверхности. Заявляемый инструмент обеспечивает высокое качество выравнивания вертикальной поверхности, а именно обеспечивает ее строгую вертикальность. При этом инструмент имеет очень простую конструкцию, т.е. минимум конструктивных элементов.

Кроме того, заявляемый инструмент удобен в эксплуатации, поскольку исполнитель в процессе работы перемещает правило по поверхности направляющих реек, т.е. по опорной поверхности, без опасения, что изменение положения правила относительно выравниваемой поверхности приведет к нарушению качества выравнивания.

Распорный узел, используемый в заявляемом строительном инструменте, состоит из несущей консоли, поворотного рычага и упора.

Несущая консоль с одной стороны соединена с направляющей рейкой инструмента, а с другой стороны – с поворотным рычагом.

Несущая консоль соединена с направляющей рейкой с возможностью перемещения и последующей фиксации относительно нее.

Для удобства соединения несущей консоли с направляющей рейкой сечение направляющей рейки выполнено в форме двутавра, содержащим две противолежащие полки, а несущая консоль выполнена с С-образным сечением, охватывающим обращенную к ней полку направляющей рейки для обеспечения взаимного перемещения направляющей рейки и несущей консоли по принципу «пенала». При этом фиксация несущей консоли относительно направляющей рейки осуществляется посредством винта, установленного в отверстии, выполненном в центральном участке несущей консоли. При завинчивании винта до контакта его с направляющей рейкой обеспечивается прижатие полки направляющей рейки к охватывающим ее сторонам несущей консоли.

При необходимости изменения положения консоли относительно направляющей рейки натяг винта (или винтов) ослабляется, консоль перемещается относительно направляющей рейки на необходимое расстояние, затем положение консоли фиксируется относительно рейки посредством завинчивания вышеуказанного винта.

Поворотный рычаг распорного узла состоит из двух функциональных звеньев, сопряженных друг с другом.

Первое звено предназначено для удержания поворотного рычага в руках исполнителя, т.е. выполняет функцию рукоятки, исходя из выполняемой функции целесообразно первое звено выполнять продолговатой формы, обеспечивающей надежное удержание рычага.

Посредством второго звена поворотный рычаг соединен с несущей консолью. Соединение поворотного рычага с несущей консолью обеспечивает его поворот относительно консоли вокруг оси вращения. Для этого на несущей консоли и во втором звене поворотного рычага выполнены отверстия, в которых установлена шпилька, соединяющая поворотный рычаг и несущую консоль.

Геометрию поворотного рычага удобнее представить путем описания его проекции на плоскость, перпендикулярную оси вращения рычага (т.е. перпендикулярную продольной оси шпильки). Данная проекция будет адекватно описывать огибающую наружной поверхности поворотного рычага в указанной плоскости.

Первое звено имеет условно наружную сторону и внутреннюю сторону.

Наружная сторона первого звена поворотного рычага обращена в сторону опорной поверхности, контактирующей с данным распорным узлом. Для описания сущности и работы устройства не имеет значения в потолок или в пол упирается распорный узел, поэтому эту поверхность (пол или потолок) удобнее определить как опорная поверхность распорного узла. Внутренняя сторона первого звена поворотного рычага обращена в сторону несущей консоли.

Второе звено функционально состоит из рабочего и нерабочего участков. В проекции рабочий участок второго звена поворотного рычага состоит из прямолинейного и дугообразного участков, сопряженных между собой с одной стороны. Прямолинейный участок образован хордой окружности, частью которой является дугообразный участок. Таким образом, рабочий участок второго звена рычага представляет собой часть круга с отсеченным сегментом.

С другой стороны дугообразный участок сопряжен с наружной стороной первого звена поворотного рычага, а прямолинейный участок – с нерабочим участком второго звена, сопряженным, в свою очередь, с внутренней стороной первого звена поворотного рычага.

Геометрическая форма нерабочего участка второго звена поворотного рычага не имеет принципиального значения.

Поворотный рычаг соединен с несущей консолью с возможностью его поворота вокруг оси вращения. Соединение поворотного рычага и несущей консоли выполнено следующим образом: на несущей консоли и на втором звене поворотного рычага выполнены отверстия, центральные оси которых являются осью вращения поворотного рычага, в отверстиях установлена шпилька, вокруг которой может вращаться поворотный рычаг. Направление поворота поворотного рычага, обусловливающее размеры дугообразного и прямолинейного участков второго звена рычага, следующее: в начальном положении угол между несущей консолью и первым звеном рычага – максимальный, напротив опорной поверхности распорного узла располагается дугообразный участок второго звена рычага. При закреплении инструмента (жесткой установке несущей рейки относительно выравниваемой поверхности) поворотный рычаг поворачивается по направлению к несущей консоли (угол между первым звеном поворотного рычага и несущей консоли уменьшается) и при конечном положении рычага угол между его первым звеном и несущей консолью – минимальный, а прямолинейный участок второго звена расположен напротив (параллельно) опорной поверхности. Ось вращения поворотного рычага смещена относительно центра дугообразного участка второго звена поворотного рычага в направлении, перпендикулярном прямолинейному участку, в противоположную от него сторону.

На шпильке рычага также установлен упорный элемент, охватывающий второе звено рычага и несущую консоль и имеющий в сечении, проходящем через продольную ось шпильки, П-образную форму. При таком размещении упорного элемента относительно поворотного рычага последний имеет возможность поворота внутри упорного элемента. На боковых сторонах упорного элемента выполнены отверстия под шпильку размером, превышающем наружный диаметр шпильки с целью обеспечения перемещения упора относительно шпильки в вертикальном направлении. Целесообразно отверстия под шпильку на боковых сторонах упорного элемента выполнить овальными, ориентированными вдоль его боковых сторон. Участок упорного элемента, расположенный между его боковыми сторонами (центральный участок) предназначен для взаимодействия с опорной поверхностью распорного узла, т.е. именно этим участком (его наружной поверхностью) распорный узел упирается в опорную поверхность (пол или потолок) при фиксации инструмента относительно выравниваемой вертикальной поверхности.

Таким образом, на шпильку установлены следующие конструктивные элементы распорного узла: несущая консоль с поворотным рычагом и упорный элемент, охватывающий рычаг и несущую консоль.

Взаимное расположение несущей консоли и поворотного рычага не имеет принципиального значения.

Можно выполнить поворотный рычаг, имеющим П-образное сечение, охватывающим несущую консоль, с отверстиями под шпильку, выполненными на боковых сторонах второго звена поворотного рычага. В этом случае на шпильку сначала будет устанавливаться несущая консоль, затем сверху на нее будет устанавливаться поворотный рычаг, а на поворотный рычаг устанавливается угарный элемент, охватывающий в этом случае поворотный рычаг.

Можно выполнить конец несущей консоли, соединенной с поворотным рычагом, с П-образным сечением (выемка предназначена для размещения второго звена поворотного рычага) с отверстиями под шпильку, выполненными на боковых сторонах П-образного сечения несущей консоли. В этом случае на шпильку сначала устанавливается поворотный рычаг, затем на шпильку устанавливается несущая консоль, соответствующий конец которой (соединенный с поворотным рычагом) будет охватывать поворотный рычаг (а именно второе звено поворотного рычага).

Во всех случаях поворотный рычаг будет вращаться вокруг шпильки внутри упорного элемента.

Поскольку внутри упорного элемента вращается поворотный рычаг, следовательно, геометрия упорного элемента должна обеспечивать возможность поворота поворотного рычага на необходимый угол.

В конечном положении поворотного рычага (когда угол между первым звеном рычага и несущей консолью – минимальный, а прямолинейный участок второго звена рычага установлен напротив опорной поверхности распорного узла) направляющая рейка должна быть зафиксирована относительно выравниваемой поверхности, т.е. распорный узел должен жестко упираться в опорную поверхность с фиксацией такого положения. Т.е. упорный элемент должен быть с силой прижат к опорной поверхности. Эту функцию (прижатия упорного элемента к опорной поверхности) выполняет второе звено поворотного рычага.

При конечном положении поворотного рычага прямолинейный участок второго звена рычага расположен напротив опорной поверхности и взаимодействует с центральным участком упорного элемента, прижимая последний к опорной поверхности. Исходя из условия обеспечения прижатия упорного элемента к опорной поверхности выбирается взаимная геометрия упорного элемента и второго звена поворотного рычага, а именно: высота боковых сторон упорного элемента, величина отверстия под шпильку в упорном элементе в вертикальном направлении и величина смещения оси вращения поворотного рычага от центра дугообразного участка.

В начальный момент вращения поворотного рычага внутри упорного элемента, установленного вертикально и как бы висящего на шпильке, внутренняя поверхность центрального участка упорного элемента взаимодействует с дугообразным участком второго звена поворотного рычага. В процессе поворота рычага по направлению к несущей консоли рычаг сначала скользит по внутренней поверхности центрального участка упорного элемента своим дугообразным участком, при приближении к прямолинейному участку расстояние от оси вращения рычага до его наружной поверхности, взаимодействующей с внутренней поверхностью центрального участка упорного элемента, увеличивается. При этом упорный элемент, имеющий возможность перемещения в вертикальном направлении, поскольку отверстие под шпильку в боковых сторонах упорного элемента больше диаметра шпильки и обеспечивает такое перемещение, начинает подниматься вторым звеном рычага по направлению к опорной поверхности. В точке сопряжения дугообразного участка второго звена рычага и прямолинейного участка расстояние от оси вращения рычага до его наружной поверхности, контактирующей с центральным участком упорного элемента, максимально и упорный элемент в этой точке с максимальным усилием прижат к опорной поверхности. При таком взаимном положении поворотного рычага и упорного элемента расстояние от оси вращения рычага до точки сопряжения дугообразного и прямолинейного участков (в проекции) соответствует максимальному расстоянию от внутренней поверхности центрального участка упорного элемента до оси вращения рычага, совпадающем с осью вращения шпильки. При доведении поворотного рычага до своего конечного положения линейный контакт упорного элемента и поворотного рычага после точки сопряжения дугообразного и прямолинейного участков второго звена рычага переходит в плоскостной – по плоскости прямолинейного участка второго звена рычага и внутренней поверхности центрального участка упорного элемента. Наличие прямолинейного участка обусловлено необходимостью исключить возможность самопроизвольного поворота рычага относительно упорного элемента и расфиксации направляющей рейки относительно выравниваемой вертикальной поверхности. Плоскостной контакт упорного элемента и рычага обеспечивает надежную фиксацию направляющей рейки относительно выравниваемой поверхности, при этом практически исключена возможность самопроизвольного (или при небольших случайных воздействиях на инструмент) выхода направляющей рейки из зафиксированного состояния.

Для более надежного прижатия упорного элемента к опорной поверхности, для обеспечения плавного фиксирования направляющей рейки относительно выравниваемой поверхности наружная поверхность центрального участка упорного элемента может быть снабжена упругой прокладкой.

Для смены положения инструмента осуществляют поворот поворотного рычага по направлению к опорной поверхности, при этом первоначальное движение необходимо выполнить с усилием для преодоления силы трения между упорным элементом и рычагом, при переходе в зону линейного контакта рычага и упорного элемента (после достижения контакта центрального участка упорного элемента и рычага по дугообразному участку второго звена рычага) поворот рычага осуществляется свободно, позволяя без проблем осуществить перестановку направляющей рейки в другое место.

В распорном узле, используемом в заявляемом инструменте, можно выполнить первое звено поворотного рычага в виде измерительной планки, а именно: как минимум одну продольную сторону (целесообразнее – наружную продольную сторону первого звена поворотного рычага) выполнить прямолинейной и нанести измерительную шкалу вдоль этой прямолинейной стороны. При этом геометрию поворотного рычага выбирают исходя из следующего: в начальный момент при установке инструмента первое звено поворотного рычага ориентировано прямолинейной стороной перпендикулярно направляющей рейке (т.е. ориентировано вдоль опорной поверхности распорного узла). После установки направляющей рейки вертикально поворотный рычаг поворачивают по направлению к несущей консоли и фиксируют вертикальное положение направляющей рейки. При таком выполнении поворотного рычага он, выполняя функцию рукоятки, одновременно выполняет функцию измерительной планки, что позволяет исключить из конструкции заявляемого инструмента обе или одну планку с измерительными шкалами.

Заявляемый распорный узел прост по конструкции, надежно обеспечивает фиксацию направляющей рейки, не требует значительных усилий при работе, а также может выполнять двойную функцию – фиксацию направляющей рейки с одновременной функцией измерительной шкалы, позволяющей еще более упростить конструкцию заявляемого инструмента, исключив как минимум одну (или обе) планки с измерительными шкалами, как самостоятельные конструктивные элементы.

Заявляемое изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 изображен заявляемый инструмент: I – начальное положение инструмента в момент его установки; II – зафиксированное положение инструмента.

На фиг.2 представлен заявляемый инструмент, вид А.

На фиг.3 изображен распорный узел, соединенный с направляющей рейкой.

На фиг.4 изображен распорный узел, соединенный с направляющей рейкой, вид Б.

На фиг.5 схематически представлено сечение В-В соединения несущей консоли распорного узла с направляющей рейкой.

Заявляемый строительный инструмент содержит лазерный индикатор 1 вертикальности, предназначенный для визуализации уровня вертикальности. В качестве лазерного индикатора 1 может быть использован лазерный нивелир RIDGID модель GYRO II (Ridge Tool Company). Лазерный индикатор 1 испускает лазерный луч 2, который визуализируется в виде световой линии (светового луча). Эта линия является базовой вертикальной, относительно которой устанавливается отклонение от вертикальности выравниваемой поверхности 3. Инструмент содержит правило 4, выполненное в виде рейки с прямолинейными продольными сторонами, параллельными друг другу; две направляющие рейки 5, по которым осуществляется перемещение правила в процессе работы; два распорных узла 6, установленных с обоих концов каждой направляющей рейки. Посредством распорных узлов 6 направляющие рейки фиксируются между опорными поверхностями 7 (например, полом и потолком). Сечение каждой направляющей рейки 5 имеет форму двутавра.

Каждый распорный узел (фиг.3 и 4) состоит из несущей консоли 8, поворотного рычага 9 и упорного элемента 10. С одной стороны несущая консоль 8 соединена с направляющей рейкой 5, с другой стороны несущая консоль 8 соединена с поворотным рычагом 9. Несущая консоль 8 имеет С-образное сечение (фиг.5) и охватывает обращенную к ней полку направляющей рейки 5. Таким образом, направляющая рейка 5 и консоль 8 взаимодействуют друг с другом по принципу «пенала». Фиксация положения несущей консоли 8 относительно направляющей рейки 5 осуществляется, например, винтами 12. Винтов 12 может быть один или несколько. Винт 12 устанавливается в отверстии 13, выполненном в несущей консоли 8, и заворачивается на резьбе до контакта с полкой направляющей рейки 5, взаимодействующей с консолью 8. Винтом 12 полка направляющей рейки 5 прижимается к выступам несущей консоли 8, охватывающим ее. При необходимости смены положения несущей консоли 8 относительно направляющей рейки 5 винты 12 ослабляются, несущая консоль 8 перемещается относительно направляющей рейки 5 на необходимое расстояние и винты 12 опять затягиваются, фиксируя положение несущей консоли 8 относительно направляющей рейки 5.

Поворотный рычаг 9 распорного узла 6 состоит из двух функциональных звеньев, сопряженных друг с другом. Первое звено 14 предназначено для удержания рычага 9 в руках исполнителя и выполняет функцию рукоятки. Посредством второго звена 15 поворотный рычаг 9 соединен с несущей консолью 8 с возможностью поворота относительно нее вокруг оси 16 вращения, для этого на несущей консоли 8 и во втором звене 15 рычага 9 выполнены отверстия, центром которых является ось 16 вращения рычага 9, в указанных отверстиях установлена шпилька 17. Первое звено 14 выполнено с параллельными прямолинейными сторонами, ограничивающими плоскость, на которую нанесена измерительная шкала 11. Таким образом, вместо планок с измерительными шкалами, как самостоятельными конструктивными элементами, используются рукоятки поворотных рычагов 9, представляющие собой, в данном случае, традиционные линейки. Все измерительные шкалы 11 идентичны друг другу, т.е. одинаково идентифицируют расстояние от соответствующего деления до базы отсчета.

Второе звено 15 поворотного рычага 9 удобно описать через его проекцию на плоскость, перпендикулярную оси 16 вращения рычага 9. Данная проекция будет представлять собой огибающую наружной поверхности второго звена поворотного рычага 9 в указанной плоскости. Второе звено 15 функционально состоит из рабочего и нерабочего участков. Рабочий участок в процессе работы инструмента контактирует с упорным элементом 10, нерабочий участок – в процессе работы с инструментом с другими конструктивными элементами не взаимодействует, поэтому его форма не имеет принципиального значения, главное, чтобы он не мешал движению поворотного рычага 9.

Рабочий участок образован прямолинейным и дугообразными участками, сопряженными между собой. С другой стороны дугообразный участок сопряжен со стороной первого звена 14, обращенной к опорной поверхности 7, а прямолинейный участок с другой стороны сопряжен с нерабочим участком, сопряженным, в свою очередь, со второй стороной первого звена 14, обращенной к несущей консоли 8. Прямолинейный участок образован хордой окружности, частью которой является дугообразный участок. Т.е. рабочий участок второго звена 15 представляет собой сочетание части целой окружности (дугообразный участок) и части окружности с выбранным сегментом (прямолинейный участок). Ось 16 вращения поворотного рычага 9 смещена относительно центра дугообразного участка в направлении, перпендикулярном прямолинейному участку в противоположную от него сторону. Т.е. ось вращения 16 эксцентрична по отношению к центру дугообразного участка и находится на прямой, проходящей через центр дугообразного участка, перпендикулярной прямолинейному участку. На шпильке 17 установлен упорный элемент 10, охватывающий второе звено 15 рычага 9 и несущую консоль 8. Упорный элемент 10 в сечении, проходящем через продольную ось шпильки 17 (фиг.4), имеет П-образную форму, обеспечивающую возможность поворота поворотного рычага 9 внутри упорного элемента 10. На боковых сторонах упорного элемента 10 выполнены овальные отверстия 19 под шпильку 17, ориентированные вдоль его боковых сторон. Наружной торцевой поверхностью, расположенной между его боковыми сторонами, упорный элемент 10 взаимодействует с опорной поверхностью 7. Взаимные геометрические размеры упорного элемента 10 и второго звена 15 рычага 9 выбраны исходя из условия обеспечения прижатия упорного элемента 10 к опорной поверхности 7 прямолинейным участком второго звена 15 при повороте рычага 9 из начального положения (90° по отношению к продольной оси несущей консоли 8 или направляющей рейки 5, т.е. когда первое звено 14 рычага 9 ориентировано вдоль опорной поверхности 7) по направлению к несущей консоли 8.

Таким образом, при установке инструмента в его начальном положении (когда первое звено 14 рычага 9 ориентировано вдоль опорной поверхности 7) измерительные шкалы 11 ориентированы перпендикулярно продольным осям направляющих реек 5, при этом все деления шкал 11 идентично определяют расстояние от соответствующего деления каждой шкалы до базы отсчета. Лазерный индикатор 1 установлен между двумя направляющими рейками 5 (фиг.1 и 2) с возможностью проецирования вертикального луча на идентичные деления измерительных шкал 11 обеих направляющих реек 5.

Работу с помощью заявляемого строительного инструмента осуществляют следующим образом. Определяют самую «заваленную» точку на выравниваемой поверхности 3. Для этого определяют (любым образом) точку, наиболее приближенную к вертикальному световому лучу 2. Устанавливают первую направляющую рейку 5 от края выравниваемой поверхности 3 на расстоянии от нее. Указанное расстояние определяется относительно самой «заваленной» точки на поверхности 3 и равно толщине штукатурного слоя плюс ширина правила 4. Направляющую рейку 5 устанавливают таким образом, чтобы первые звенья 14 поворотных рычагов 9, в начальном положении перпендикулярные продольной оси направляющей рейке 5, были направлены от поверхности 3 перпендикулярно ей. Устанавливают лазерный индикатор 1, настраивают его на испускание вертикального луча 2. Вертикальный луч 2 должен проецироваться на идентичные деления измерительных шкал 11, при этом направляющая рейка 5 будет установлена строго вертикально. Не убирая лазерный индикатор 1, устанавливают, аналогично первой рейке 5, вторую направляющую рейку 5 таким образом, чтобы луч 2 проходил через идентичные с первой направляющей рейкой 5 деление шкалы 11. При этом полки обеих направляющих реек 5 (полки двутаврового сечения) будут находиться в одной плоскости.

При смене положения первой направляющей рейки 5 (чтобы перейти на новое рабочее поле) вторую направляющую рейку 5 не трогают, а первую рейку устанавливают по предыдущей схеме относительно второй рейки 5. Для этого удобно, чтобы шкалы 11 были нанесены на прозрачную поверхность.

Установив вышеуказанным способом обе направляющие рейки 5 на расстоянии друг от друга вдоль выравниваемой поверхности 3, на расстоянии, равном толщине минимального штукатурного слоя плюс ширина правила 4, направляющие рейки 5 фиксируют относительно опорных поверхностей 7. Для этого нижний и верхний поворотные рычаги 9 поворачивают из положения, когда первое звено 14 перпендикулярно продольной оси направляющей рейки 5, по направлению к несущей консоли 8. При повороте рычага 9 наружная поверхность второго звена 15 будет контактировать с центральным участком упорного элемента 10, как бы висящим на шпильке 17. Постепенно в процессе поворота рычага 9 будет изменяться в сторону увеличения расстояние от оси 16 вращения до наружной поверхности второго звена 15, контактирующей с центральным участком упорного элемента 10, при этом упорный элемент 10 будет приподниматься относительно шпильки 17. Возможность для поднятия упорного элемента 10 относительно шпильки 17 обеспечивают овальные отверстия 19. В точке сопряжения дугообразного участка второго звена 15 и прямолинейного участка расстояние от оси вращения 16 до наружной поверхности второго звена 15 рычага 9 максимально, при этом упорный элемент 10 наружной поверхностью центрального участка прижат вторым звеном 15 рычага 9 к опорной поверхности 7. Далее исполнитель доводит рычаг до конечного положения, при котором второе звено 15 контактирует с центральным участком упорного элемента 10 своим прямолинейным участком. Т.е. между упорным элементом 10 и рычагом 9 обеспечен надежный плоскостной контакт, исключающий самопроизвольный поворот рычага 9.

После фиксации направляющих реек 5 на выравниваемую поверхность 3 наносят штукатурный раствор, который распределяют по поверхности 3 правилом 4, перемещая последний по направляющим рейкам 5 вверх – вниз. Выровненная таким образом поверхность 3 имеет строго вертикальный характер. Размер выровненной поверхности определяется шириной правила 4. Далее осуществляют выравнивание следующего участка и т.п.

Заявляемый строительный инструмент имеет значительные преимущества по сравнению с известными из уровня техники: он прост в изготовлении и в использовании, мобилен, его легко установить и разобрать.

Используемый в инструменте распорный узел также прост до конструкции и надежен, кроме того, распорный узел имеет такую конструкцию, что его отдельные конструктивные элементы (поворотный рычаг) можно использовать как по прямому назначению (рукоятка рычага), так и придать им дополнительную функцию, исключив при этом необходимость использования в инструменте конструктивных элементов, выполняющих указанную функцию, а именно: первое звено 14 рычага может одновременно выполнять функцию измерительных планок, что позволяет еще более упростить конструкцию инструмента.

Применение заявляемого инструмента не требует наличия у персонала специальной квалификации, позволяет полностью исключить необходимость применения уровневых маяков.

Кроме того, с помощью заявляемого инструмента:

– осуществляются быстрый просмотр обрабатываемой поверхности относительно лазерной плоскости и нахождение самой «заваленной» точки;

– не требуется многократный повтор выравнивания поверхности, т.к. качественная вертикальная поверхность образуется при однократном прохождении правила по участку.

Формула изобретения

1. Строительный инструмент для выравнивания вертикальной поверхности, содержащий лазерный индикатор вертикальности, предназначенный для визуализации в виде светового луча уровня вертикальности и определения величины отклонения от этого уровня обрабатываемой поверхности; правило, выполненное в виде рейки с параллельными продольными сторонами, две направляющие рейки для правила и распорных узлов; с каждой направляющей рейкой соединен соответствующий распорный узел, установленный на конце направляющей рейки и предназначенный для фиксации направляющей рейки между опорными поверхностями, например, полом и потолком; инструмент также содержит планки с измерительными шкалами, идентичными друг другу, при этом с каждой направляющей рейкой связаны две планки с измерительными шкалами, установленные на расстоянии друг от друга, планки с измерительными шкалами связаны с направляющей рейкой с возможностью ориентации измерительных шкал перпендикулярно продольной оси направляющей рейки; лазерный индикатор предназначен для его установки между установленными вдоль выравниваемой поверхности на расстоянии друг от друга направляющими рейками с возможностью проецирования вертикального светового луча на ориентированные перпендикулярно их осям идентичные деления измерительных шкал.

2. Строительный инструмент по п.1, отличающийся тем, что сечение каждой направляющей рейки выполнено в форме двутавра.

3. Строительный инструмент по п.1, отличающийся тем, что планки с измерительными шкалами выполнены прозрачными.

4. Распорный узел строительного инструмента по п.1, состоящий из несущей консоли, поворотного рычага и упорного элемента; несущая консоль с одной стороны соединена с направляющей рейкой инструмента, а с другой стороны – с поворотным рычагом, несущая консоль соединена с направляющей рейкой с возможностью перемещения и последующей фиксации относительно нее; поворотный рычаг распорного узла состоит из двух функциональных звеньев, сопряженных друг с другом, первое звено предназначено для удержания рычага в руках исполнителя, посредством второго звена поворотный рычаг соединен с несущей консолью, при этом поворотный рычаг соединен с несущей консолью с возможностью его поворота относительно несущей консоли вокруг оси вращения, для этого на несущей консоли и во втором звене поворотного рычага выполнены отверстия, центром которых является ось вращения рычага, в которых установлена шпилька; огибающая наружной поверхности второго звена поворотного рычага в плоскости, перпендикулярной оси вращения, функционально состоит из рабочего и нерабочего участков, рабочий участок образован прямолинейным и дугообразным участками, сопряженными между собой, с другой стороны дугообразный участок сопряжен с одной стороной первого звена поворотного рычага, а прямолинейный участок – с нерабочим участком второго звена, сопряженным, в свою очередь с другой стороной первого звена поворотного рычага, при этом прямолинейный участок образован хордой окружности, частью которой является дугообразный участок, ось вращения поворотного рычага смещена относительно центра дугообразного участка в направлении, перпендикулярном прямолинейному участку в противоположную от него сторону; на шпильке установлен упорный элемент, охватывающий второе звено рычага и несущую консоль и имеющий в сечении, проходящем через продольную ось шпильки, П-образную форму, обеспечивающую возможность поворота поворотного рычага внутри упорного элемента, на боковых сторонах упорного элемента выполнены отверстия под шпильку размером, превышающим ее наружный диаметр для обеспечения перемещения упорного элемента относительно шпильки в вертикальном направлении, наружная поверхность центрального участка упорного элемента, расположенного между двумя его боковыми сторонами, предназначена для взаимодействия с опорной поверхностью; взаимные геометрические размеры второго звена поворотного рычага и упорного элемента выбраны исходя из условия обеспечения прижатия центрального участка упорного элемента к опорной поверхности прямолинейным участком второго звена поворотного рычага при повороте поворотного рычага из начального положения, при котором угол между первым звеном поворотного рычага и несущей консолью является максимальным, по направлению к несущей консоли, при этом максимальный рабочий угол поворота поворотного рычага составляет 90° и ограничен с одной стороны опорной поверхностью, а с другой стороны – несущей консолью.

5. Распорный узел по п.3, отличающийся тем, что сечение направляющей рейки выполнено в форме двутавра, содержащего две противолежащие полки.

6. Распорный узел по п.3, отличающийся тем, что несущая консоль выполнена с С-образным сечением, охватывающим обращенную к ней полку направляющей рейки для обеспечения взаимного перемещения направляющей рейки и несущей консоли по принципу «пенала».

7. Распорный узел по п.3, отличающийся тем, что несущая консоль соединена с направляющей рейкой посредством винта, установленного в отверстии, выполненном в несущей консоли, обеспечивающего прижатие полки направляющей рейки к охватывающим ее сторонам несущей консоли.

8. Распорный узел по п.3, отличающийся тем, что отверстия под шпильку на боковых сторонах упорного элемента выполнены овальными, ориентированными вдоль его боковых сторон.

9. Распорный узел по п.3, отличающийся тем, что первое звено поворотного рычага выполнено как минимум с одной прямолинейной стороной с измерительной шкалой, ориентированной вдоль прямолинейной стороны рычага.

РИСУНКИ

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 18.08.2008

Извещение опубликовано: 20.06.2009 БИ: 17/2009

NF4A – Восстановление действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Дата, с которой действие патента восстановлено: 10.01.2010

Извещение опубликовано: 10.01.2010 БИ: 01/2010