Ручной инструмент для разметки или черчения и разметочное устройство на его основе - RU2362668C2
Код документа: RU2362668C2
Чертежи
Описание
1. Область техники
Настоящее изобретение относится в основном к ручному инструменту, в частности к ручному инструменту для разметки или черчения, который может применяться для решения различных задач при строительстве торговых, промышленных и жилых помещений, и к разметочному устройству, реализованному на основе такого ручного инструмента.
2. Уровень техники
При возведении коммерческих, промышленных и жилых помещений строители используют разнообразный ручной инструмент. Как правило, для выполнения конкретной задачи используется какой-то один определенный ручной инструмент. Например, в дополнение к таким общеизвестным инструментам, как молоток или пила, плотнику или домовладельцу также могут потребоваться вспомогательные ручные инструменты, такие как комбинированный угольник с линейкой, рулетка, комбинированные инструменты для нанесения разметки на заготовку из некоторого материала, устанавливаемую на неровную поверхность, или для нанесения разметки на дверную или оконную раму при их установке соответственно в дверную или оконную коробку, циркуль для построения разметочных линий дуг и окружностей, универсальный нож или точилка для заточки карандашей.
Обычно строитель приносит с собой на рабочее место один или несколько больших ящиков с разнообразными специализированными ручными инструментами, которые он достает по мере необходимости. Однако не всегда удобно останавливать работу для того, чтобы извлечь требуемый инструмент, а также хранить большое количество разнообразных ручных инструментов, так как это приводит к значительным затратам времени, сил и денег.
Хотя желательно, чтобы в наличии был весь требуемый инструмент, рабочий не в состоянии хранить в своем рабочем фартуке или кармане весь ручной инструмент, который может потребоваться ему в процессе работы. Для решения указанной проблемы, связанной с доставкой большого количества различных инструментов на рабочее место и последующей их переноской непосредственно самим рабочим, был предложен ручной инструмент, позволяющий выполнять различные операции.
Известны устройства, в которых скомбинированы несколько видов ручных инструментов. Однако заявитель не обладает информацией о каком-либо компактном ручном инструменте, который может быть использован для разметки заготовки, устанавливаемой на неровную поверхность, разметки дверных и оконных рам при их установке в соответствующие коробки, а также для нанесения разметочных линий дуг и окружностей, и в состав которого входила бы точилка для карандашей, необходимых для использования данного ручного инструмента, и шкала, которая может использоваться как линейка для измерения размеров, связанных с указанными выше вариантами его применения. Кроме того, известные устройства весьма тяжелы и не обладают компактностью, позволяющей хранить их в рабочем фартуке или кармане строителя.
При разметке заготовки, устанавливаемой на неровную поверхность, строителю необходимо безошибочно выполнить данную операцию за один раз. Обычно разметку выполняют с помощью циркуля, выставленного на определенное расстояние между точкой опоры ножки с иголкой и точкой опоры ножки с грифелем. Однако использование циркуля не исключает возникновения случайных ошибок вследствие изменения расстояния между указанными точками, а также неспособности рабочего держать руку неподвижно и соблюдать угол. Данная задача может быть также решена при помощи деревянных брусков, однако в этом случае не обеспечивается точность разметки в углах или на стенах с неровной поверхностью.
При разметке дверных и оконных рам, устанавливаемых в дверные или оконные коробки, решающее значение для качественной сборки имеет точность выполняемой разметки и функциональность используемого инструмента. Обычно для разметки отступов от края дверных или оконных рам (составляющих, например, 1/4 или 3/4 дюйма) используют рулетку. Однако рулетка не приспособлена для нанесения разметки при таких небольших расстояниях. В соответствии с другим традиционным способом разметки дверных и оконных рам при их установке в дверные или оконные коробки используют угольник с присоединенными к нему двумя брусками квадратного сечения. Однако для соединения брусков требуется время, а в зависимости от размечаемой площади могут потребоваться дополнительные бруски для выполнения измерений отступа другой величины (например, для отступа в 1/4 дюйма, 3/8 дюйма или 1/2 дюйма, и т.д.).
Для построения окружностей обычно используют циркуль совместно с рулеткой. Однако, циркуль имеет серьезные ограничения по точности и размеру строимых с его помощью окружностей. Кроме того, циркуль не только менее прочен по сравнению с используемыми с ним инструментами, но и неудобен при простроении окружности большого диаметра (например, более 7 дюймов). При том, что циркуль является тонким инструментом, используемым в основном квалифицированными строителями, его зачастую сложно найти среди других инструментов в силу его малых размеров, а также легко повредить, в результате чего оказывается невозможно построить окружность с требуемой точностью.
Кроме того, существуют способы построения окружностей, имеющих диаметр, превышающий возможности традиционных циркулей. В одном из способов используют кусок веревки, длину которой выбирают равной радиусу окружности, которую необходимо построить. При этом один конец веревки неподвижно крепят к размечаемой заготовке при помощи крепежного элемента, такого как винт, закрепленного в точке, соответствующей центру окружности. Второй конец веревки крепят к карандашу таким образом, чтобы длина веревки равнялась требуемому радиусу. Затем строят окружность, вращая веревку с закрепленным карандашом вокруг центрального винта.
Однако подобный способ не позволяет строить идеальные дуги или окружности, так как пользователю трудно сохранять постоянное натяжение веревки.
Согласно другому способу построения окружностей из некоторого материала вырезают планку необходимой длины, соответствующей радиусу окружности. Далее, отступив примерно один дюйм от одного конца планки, сверлят базовое отверстие (например, диаметром 3/6 дюйма). Затем от базового отверстия откладывают требуемую длину, соответствующую радиусу окружности, и сверлят на другом конце планки отверстие для установки карандаша. Для построения дуги или окружности фиксируют планку на размечаемом материале при помощи винта, размещаемого в базовом отверстии, в точке, являющейся центром окружности, а затем вращают планку с установленным в другое отверстие карандашом. Однако любая ошибка в измерениях или неточность при сверлении отверстий влечет за собой необходимость сверления новых отверстий, пока не будет достигнута желаемая точность. Вследствие этого, реализация указанного способа требует значительных временных затрат и увеличивает стоимость строительства.
Настоящее изобретение позволяет преодолеть многие недостатки, свойственные традиционным ручным инструментам, а также исключить необходимость использования множества различных ручных инструментов при возведении коммерческих, промышленных и жилых зданий. Вышеприведенные и остальные положения настоящего изобретения станут понятнее из последующего описания предпочтительного варианта реализации изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей настоящего изобретения является создание ручного инструмента, который может использоваться для выполнения с высокой точностью и минимальными временными затратами различных операций, таких как разметка заготовки, устанавливаемой на неровные поверхности, разметка дверных и оконных рам при их установке в дверные или оконные коробки, а также построение прямых, дуг или окружностей.
Другой задачей настоящего изобретения является создание ручного инструмента и приспособлений к нему для построения окружностей различных диаметров.
Еще одной задачей изобретения является создание ручного инструмента, который включает точилку для заточки разметочных карандашей и шкалу для выполнения измерений, которые могут использоваться вместе с таким ручным инструментом.
Еще одной задачей данного изобретения является создание ручного инструмента, удобного в обращении на рабочем месте.
Еще одной задачей изобретения является создание ручного инструмента, который позволяет повысить скорость работ и исключить или снизить до минимума возможность возникновения ошибки, возникающей из-за дрожания инструмента во время выполнения операции.
Еще одной задачей изобретения является создание ручного инструмента, который можно использовать без применения вспомогательных инструментов или выполнения дополнительных операций.
Еще одной задачей изобретения является создание легкого и компактного ручного инструмента, так что его легко носить и хранить на поясе или в кармане.
Еще одной задачей изобретения является создание ручного инструмента, включающего детали из прозрачной литьевой или формованной смолы, обеспечивающей прозрачность указанных деталей и облегчающей выполнение разметки.
Еще одной задачей изобретения является создание недорогого, прочного, надежного и эффективного в использовании ручного инструмента.
И, наконец, еще одной задачей данного изобретения является создание разметочного устройства, реализованного на основе ручного инструмента в соответствии с настоящим изобретением, для построения линий внутри заготовки или на ее поверхности.
Решение поставленных, а также других задач настоящего изобретения достигнуто благодаря использованию ручного инструмента, содержащего первый элемент, имеющий первую и вторую части, второй элемент, присоединенный ко второй части первого элемента с возможностью скольжения и шарнирного поворота, и соединительный узел, шарнирно соединяющий второй элемент со второй частью первого элемента и обеспечивающий скольжение и поворот второго элемента относительно указанной второй части между первым положением вблизи первого ее конца, в котором предлагаемый ручной инструмент может использоваться для выполнения первой операции разметки или черчения, и вторым положением вблизи ее второго конца, противоположного ее первому концу, в котором предлагаемый ручной инструмент может использоваться для выполнения второй операции разметки или черчения, отличной от первой операции разметки или черчения, вследствие чего предлагаемый ручной инструмент обладает возможностью перенастройки для выполнения различных операций.
Соединительный узел предпочтительно содержит выступающую часть, проходящую от поверхности второго элемента, удлиненный паз, расположенный между первым и вторым концами второй части первого элемента и предназначенный для размещения выступающей части, и раскрепляемый фиксирующий механизм, взаимодействующий с выступающей частью и удлиненным пазом и обеспечивающий перемещение и шарнирный поворот второго элемента относительно второй части первого элемента. Раскрепляемый фиксирующий механизм предпочтительно содержит ручку, имеющую внутреннюю резьбу, и крепежное приспособление, имеющее стержень с наружной резьбой, взаимодействующей с внутренней резьбой ручки. В первой части первого элемента имеется выемка. Крепежное приспособление имеет головку, скользящую по поверхности выемки при взаимном перемещении первого и второго элементов.
Согласно одному из аспектов настоящего изобретения первый элемент ручного инструмента содержит узел с выдвижным острием. В одном из вариантов осуществления изобретения узел с выдвижным острием включает часть с захватами под пальцы, выполненную с возможностью вращения в первом и втором противоположных направлениях над первой поверхностью первой части, и палец, вращаемый частью с захватами под пальцы. Палец имеет головку, стержень, проходящий от головки, и острие, а также наружную резьбу, выполненную на стержне между головкой и острием.
В первой части первого элемента имеется сквозное отверстие, проходящее от первой поверхности первой части второй поверхности, противоположной первой поверхности. В сквозном отверстии имеется внутренняя резьба, взаимодействующая с наружной резьбой пальца, так что при вращении части с захватами под пальцы в первом направлении палец смещается вдоль своей продольной оси с выводом острия пальца из конца сквозного отверстия на второй поверхности первой части, а при вращении части с захватами под пальцы во втором направлении палец смещается вдоль своей продольной оси, с отводом острия стержня в сквозное отверстие на второй поверхности первой части.
Часть с захватами под пальцы имеет полость для размещения головки стержня, так что вращение части с захватами под пальцы в любом из двух направлений приводит к вращению пальца соответственно в первом или втором направлении, с перемещением головки пальца вдоль продольной оси внутри указанной полости.
Согласно еще одному аспекту предлагаемый ручной инструмент также содержит средства, образующие по меньшей мере один упор для разметочного карандаша, расположенный на первом конце второго элемента.
В другом варианте осуществления средства, образующие упор для разметочного карандаша, содержат паз, выполненный на первом конце второго элемента.
Согласно еще одному аспекту предлагаемый ручной инструмент также включает удерживающие средства, расположенные на втором конце второго элемента, противоположного первому концу, предназначенные для удержания маркировочного карандаша. В одном из вариантов осуществления удерживающие средства включают цилиндрическую вставку, расположенную в сквозном отверстии второго элемента, и фиксирующие средства, выполненные на внутренней поверхности этой вставки, предназначенные для фиксации разметочного карандаша. Фиксирующие средства предпочтительно включают ребра.
Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предлагаемый ручной инструмент имеет измерительные шкалы для выполнения замеров, соответствующих его конкретному применению. Измерительные шкалы предпочтительно имеют цветовую маркировку, облегчающую выбор измерительной шкалы для выполнения конкретной операции, и определение значений на шкале при выполнении указанной операции.
Согласно еще одному аспекту предлагаемый ручной инструмент имеет по меньшей мере одну точилку для заточки разметочных карандашей.
Согласно еще одному аспекту настоящее изобретение также относится к комбинации ручного инструмента согласно настоящему изобретению и несущего элемента, выполненного с возможностью соединения с указанным ручным инструментом и выполняющего функцию его удлинителя при построении окружностей большего диаметра. Предлагаемый ручной инструмент предпочтительно снабжен двумя сквозными отверстиями, выполненными в первом элементе. Несущий элемент соединен с ручным инструментом при помощи двух крепежных приспособлений, походящих через соответствующие сквозные отверстия и соединяемых с несущим элементом.
Согласно еще одному аспекту настоящее изобретение относится к разметочному устройству, включающему первый элемент, имеющий первую поверхность, предназначенную для контакта с поверхностью материала, предназначенной для разметки, и вторую поверхность, противоположную первой поверхности, а также продольный паз, проходящий от первой поверхности до второй поверхности, и второй элемент, присоединенный к первой поверхности первого элемента с возможностью скольжения и шарнирного поворота относительно нее. Разметочное устройство также включает второй элемент, имеющий первую основную поверхность и вторую основную поверхность, противоположную первой основной поверхности, а также сквозное отверстие, проходящее от первой основной поверхности до второй основной поверхности и в целом выровненное по вертикали с продольным пазом первого элемента в заданном положении второго элемента относительно первого элемента. Разметочное устройство также включает соединительный узел, шарнирно соединяющий второй элемент и первую поверхность первого элемента и обеспечивающий скольжение и поворот второго элемента относительно первой поверхности первого элемента. Разметочное устройство также включает резец, имеющий режущий элемент, предназначенный для ввода, в целом в вертикальном направлении, в сквозное отверстие второго элемента и продольный паз первого элемента в любом из заданных положений для контакта с поверхностью материала, на которой выполняют черчение линии, при этом первый элемент и второй элемент перемещаются относительно материала, а первый элемент удерживается в контакте с поверхностью материала.
Еще в одном варианте осуществления изобретения по меньшей мере первый и второй элементы ручного инструмента в любом из перечисленных выше аспектов изготовлены из прозрачного материала.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Приведенное выше краткое описание, так же как и последующее подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения, гораздо легче понять, опираясь на прилагаемые чертежи. Для иллюстрирования изобретения приведены чертежи предпочтительных вариантов осуществления изобретения. Однако следует понимать, что изобретение не ограничено конкретными приспособлениями и средствами, показанными на этих чертежах. Далее приведены чертежи, на которых:
фиг.1 изображает вид в перспективе сзади ручного инструмента согласно настоящему изобретению;
фиг.2 изображает вид в перспективе спереди ручного инструмента согласно настоящему изобретению;
фиг.3 изображает вид справа ручного инструмента согласно настоящему изобретению;
фиг.4 изображает вид слева ручного инструмента согласно настоящему изобретению;
фиг.5А изображает вид сверху ручного инструмента согласно настоящему изобретению, а фиг.5В изображает поперечное сечение по линии 5В-5В, показанной на фиг.5А;
фиг.6 изображает вид снизу ручного инструмента согласно настоящему изобретению;
фиг.7 изображает вид в перспективе с пространственным разделением частей ручного инструмента согласно настоящему изобретению;
фиг.8 изображает вид спереди ручного инструмента согласно настоящему изобретению;
фиг.9 изображает вид сзади ручного инструмента согласно настоящему изобретению;
фиг.10 изображает местный поперечный разрез по линии 10-10 на фиг.5;
фиг.11 изображает поперечный разрез по линии 11-11 на фиг.10;
фиг.12 изображает поперечный разрез по линии 12-12 на фиг.10;
фиг.13 изображает в перспективе местный вид с пространственным разделением частей ручного инструмента и элементов узла с выдвижным острием согласно настоящему изобретению;
фиг.14А-14В изображают виды в перспективе ручного инструмента согласно настоящему изобретению в первой и второй конфигурациях соответственно при использовании его для построения разметочных линий окружностей;
фиг.15 изображает вид в перспективе ручного инструмента согласно настоящему изобретению, применяемого совместно с несущим элементом для нанесения разметочных линий окружностей большого диаметра;
фиг.16 изображает вид в перспективе ручного инструмента согласно настоящему изобретению при его использовании для разметки заготовки для ее установки на неровную поверхность;
фиг.17 изображает вид в перспективе ручного инструмента согласно настоящему изобретению при его использовании для разметки дверных или оконных рам при их установке соответственно в дверные или оконные коробки; и
фиг.18A-18D изображают резец, используемый в комбинации с ручным инструментом согласно настоящему изобретению для нанесения разметочной линии окружности, причем фиг.18А изображает вид в перспективе указанной комбинации, а фиг.18B-18D изображают виды резца соответственно снизу, спереди и сбоку.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Следует отметить, что возможны различные варианты осуществления настоящего изобретения, а данное описание и прилагающиеся чертежи раскрывают только некоторые случаи применения изобретения. Изобретение не ограничивается описанными вариантами осуществления, и его объем определяется прилагающейся формулой изобретения.
Использованная при описании изобретения терминология выбрана для удобства изложения и не накладывает каких-либо ограничений. Слова правый, левый, задний, передний, верхний, нижний, внутренний, внешний, по и против часовой стрелки обозначают направления на рассматриваемом чертеже. Указанная терминология включает в себя приведенные выше термины, а также другие термины аналогичного значения.
В следуемом далее подробном описании изобретения сделаны ссылки на чертежи, на которых сходные деталей имеют ту же нумерацию, что и в представленном на фиг.1-4, 5А-5В, 6-13, 14А-14В и 15-17 варианте осуществления предлагаемого ручного инструмента 2. Ручной инструмент 2 имеет первый элемент 4, второй элемент 6, установленный на первом элементе 4 с возможностью скольжения и шарнирного поворота относительно него, и раскрепляемый фиксирующий механизм 8, имеющий положение фиксации и положение при расфиксации. Как подробно изложено далее, механизм 8 позволяет изменять ориентацию второго элемента 6 относительно первого элемента 4 в положении расфиксации, так что имеется возможность поворота и перемещения второго элемента 6 относительно первого элемента 4.
Первый элемент 4 имеет переднюю часть, оканчивающуюся первым торцом 4а, заднюю часть, оканчивающуюся вторым торцом 4b, первую сторону 4с, вторую сторону 4d и нижнюю поверхность 4е. Первый элемент 4 имеет первую часть 10, которая имеет торец, оканчивающийся вторым торцом 4b, и вторую часть 12, расположенную между другим торцом первой части 10 и первым торцом 4а. Первая часть 10 имеет верхнюю поверхность 10а, а вторая часть 12 имеет верхнюю поверхность 12а. Нижняя поверхность 4е первого элемента 4 является нижней поверхностью как первой, так и второй частей 10, 12. Как показано на фиг.3 и 6, расстояние между первым торцом 4а и вторым торцом 4b определяет длину L первого элемента 4 и таким образом суммарную длину ручного инструмента 2. Как показано на фиг.4, расстояние между верхней поверхностью 10а первой части 10 и нижней поверхностью 4е определяет толщину t1 первой части 10. Расстояние между верхней поверхностью 12а второй части 12 и нижней поверхностью 4е определяет толщину t2 второй части 12. Расстояние меду первой стороной 4с и второй стороной 4d определяет ширину W первого элемента 4 и таким образом суммарную ширину ручного инструмента.
Торец первой части 10, противоположный указанному торцу, оканчивающемуся на втором торце 4b первого элемента 4, имеет две расположенные под углом друг к другу поверхности 10b и 10с, сходящиеся в направлении второго торца 4b и оканчивающиеся поверхностью 10d, представляющей собой полуокружность. Передняя часть первого элемента 4 имеет две расположенные под углом друг к другу поверхности 4f и 4g, сходящиеся от кромок 4h и 4i соответственно в направлении первого торца 4а и образующие заостренную кромку 14, которая, как описано ниже, служит направляющей при выполнении разметки с использованием ручного инструмента 2. Удлиненный паз 12b, выполненный во второй части 12 первого элемента 4, как описано далее, обеспечивает скольжение и поворот второго элемента 6 относительно первого элемента 4. Удлиненный паз 12b выполнен на определенном участке длины L ручного инструмента 2 и имеет первый торец 11, расположенный рядом с круглой поверхностью 10d, и второй торец 13, прилегающий к линии, проведенной через точки на кромках 4h, 4i. Удлиненный паз 12b проходит в направлении толщины t1 второй части 12 от верхней поверхности 12а второй части 12 до поверхности выреза 15, выполненного на нижней поверхности 4е первого элемента 4.
Первая часть 10 первого элемента 4 служит опорой для узла 16 с выдвижным острием, который как описано далее, используется как ось вращения инструмента 2 при построении окружностей. Как показано на фиг.13, узел 16 включает палец 18 и ручку 26. Палец 18 имеет стержень 20, снабженный острием 20а, наружной резьбой 22, расположенной на стержне 20, и головкой 24. Ручка 26 имеет полость 26а, в которую входит головка 24 пальца 18, захваты 26b для пальцев, и соединительную часть 26с, отделенную от части 26b частью 26а с меньшим диаметром. Первая часть 10 первого элемента 4 имеет сквозное отверстие 27, проходящее от верхней поверхности 10а до нижней поверхности 4е. Сквозное отверстие 27 имеет вырез 28, предназначенный для установки соединительной части 26b ручки 26, и внутреннюю резьбу 30, проходящую от выреза 28. В описанном варианте осуществления соединительная часть 26b ручки 26 имеет защелку, которая входит в вырез 28 сквозного отверстия 27 и которая имеет такой диаметр относительно выреза 28, чтобы обеспечить свободное вращение ручки 26 относительно первой части 10. Относительные размеры полости 26а ручки 26 и верхней части 24 пальца 18 выбраны так, что ручка 26 и головка 24 могут вместе вращаться, а головка 24 может перемещаться вдоль продольной оси пальца 18 относительно ручки 26 в направлении, обозначенном стрелкой 32.
На фиг.11 показан узел 16 в собранном состоянии. Палец 18 прикреплен к первой части 10 первого элемент 4 при помощи наружной резьбы 22, расположенной на стержне 20 пальца 18 и ввинченной во внутреннюю резьбу 30, выполненную в первой части 10. При вращении ручки 26 (например, в направлении против часовой стрелки, обозначенном стрелками 34, 36 соответственно) палец 18 смещается в вертикальном направлении, обозначенном стрелкой 32 на фиг.13, из первого положения фиксации, в котором острие 20а втянуто внутрь отверстия 27, как показано на фиг.6, во второе положение фиксации, в котором острие 20а выдвинуто из отверстия 27 и выступает из нижней поверхности 4е первого элемента 4, как показано на фиг.10-11. На фиг.11 хорошо видно, что в собранном состоянии острие 20а узла 16 смещено вдоль центральной оси первого элемента 4 в продольном направлении.
Первая часть 10 первого элемента 4 также имеет два раззенкованных отверстия 21, 25, которые, как это хорошо видно на фиг.5В, проходят от верхней поверхности 10а до нижней поверхности 4е первой части 10. Отверстия 21, 25 распложены с двух сторон от удлиненного паза 12b, выполненного во второй части 12 первого элемента 4. Как изложено далее, отверстия 21, 25 используют для облегчения соединения ручного инструмента 2 с несущим элементом, чьей функцией является удлинение ручного инструмента 2 для построения окружностей большого диаметра.
Согласно фиг.1, 2, 6, 7 и 10 второй элемент 6 имеет в целом плоский корпус 7, имеющий переднюю часть, оканчивающуюся на первом торце 6а, заднюю часть, оканчивающуюся на втором торце 6b, первую сторону 6с, вторую сторону 6d, параллельную первой стороне 6с, а также верхнюю поверхность 6е и нижнюю поверхность 6f. На передней части второго элемента 6 имеются две расположенные под углом друг к другу поверхности 6g и 6h, сходящиеся в направлении первого торца 6а. Каждая из сходящихся поверхностей имеет пазы 6x, 6y соответственно, которые, как показано ниже, служат как упор для карандаша при нанесении разметки с использованием ручного инструмента 2. Задняя часть второго элемента 6 имеет две расположенные под углом поверхности 6j, 6k, сходящиеся в направлении второго торца 6b, и оканчивающиеся полукруглым выступом 61, имеющим первое сквозное отверстие 6m, проходящее от верхней поверхности 6е до нижней поверхности 6f. Второе сквозное отверстие 6n расположено между первым и вторым торцами 6а, 6b второго элемента 6 и проходит от верхней поверхности 6е до нижней поверхности 6f данного элемента. Как показано на фиг.5А и 6, второй элемент 6 имеет ширину, равную ширине W первого элемента 4.
Как показано на фиг.12, в целом круглая выступающая часть 6р выступает из плоского корпуса 7 на нижней поверхности 6f и сопрягается со вторым сквозным отверстием 6n. Выступающая часть 6р имеет размеры, обеспечивающие ее установку в удлиненный паз 12b второй части 12, как правило, с кольцевым зазором "с", так что выступающая часть 6р может вращаться в удлиненном пазу 12b и линейно перемещаться вдоль него. Благодаря такой конструкции выступающая часть 6р является направляющей и шарниром при скольжении и повороте второго элемента 6 относительно первого элемента 4.
Второй элемент 6 с возможностью отсоединения прикреплен ко второй части 12 первого элемента 4 при помощи механизма 8. В положении фиксации механизма 8 второй элемент 6 зафиксирован на второй части 12 первого элемента 4 с исключением возможности любого относительного перемещения между первым и вторым элементами 4, 6. В положении расфиксации раскрепляемого фиксирующего механизма 8 второй элемент 6 может вращаться и линейно перемещаться относительно первого элемента 4 по удлиненному пазу 12b. Специалисту известно применение различных раскрепляемых фиксирующих механизмов, которые могли бы обеспечивать вращение и скольжение второго элемента 6 относительно первого элемента 4, однако предпочтительный вариант механизма 8, приведенный на фиг.7, 10 и 12, имеет крепежный элемент 38 и ручку 40, имеющую внутреннюю резьбу 40а. Крепежный элемент 38 имеет наружную резьбу 38а, расположенную на стержне 38b, и головку 38с.
Второй элемент 6 прикрепляют ко второй части 12 первого элемента 4 путем установки в первом положении нижней поверхности 6f второго элемента 6 на верхней поверхности 12а второй части 12 таким образом, чтобы выступающая часть 6р располагалась в удлиненном пазу 12b, как показано на фиг.12. Затем на верхнюю поверхность 6е второго элемента 6 устанавливают ручку 40 таким образом, чтобы внутренняя резьба 40а была выровнена со вторым сквозным отверстием 6n второго элемента 6, а стержень 38b крепежного элемента 38 походил через удлиненный паз 12b второй части 12 и через сквозное отверстие 6n второго элемента 6 от нижней поверхности 4е первого элемента 4. Крепежный элемент 38 соединяют с ручкой 40, ввинчивая наружную резьбу 38а крепежного элемента 38 во внутренней резьбой 40а ручки 40 путем вращения ручки 40 до тех пор, пока головка 38с крепежного элемента 38 не упрется в поверхность выреза 15 первого элемента 4, и второй элемент 6 не будет надежно зажат между нижней поверхностью 40b ручки 40 и верхней поверхностью 12а второй части 12.
Механизм 8 может быть переведен в положение расфиксации путем ослабления затяжки ручки 40 (т.е. свинчивания резьбы 40 ручки 40 с резьбы 38 стержень 38b). В указанном положении расфиксации механизм 8 обеспечивает возможность линейного перемещения второго элемента 6 вдоль удлиненного паза 12b и его поворота относительно направляющей части 6р с размещением данного элемента в необходимом положении. При перемещении второго элемента 6 относительно первого элемента 4 головка 38с может перемещаться вдоль поверхности выреза 15 первого элемента 4.
Таким образом, ручка 40 является ручным средством фиксации верхней поверхности 12а второй части 12 первого элемента 4 относительно нижней поверхности 6f второго элемента 6. Подобное ручное средство фиксации значительно облегчает нанесение разметки, позволяет наносить ее быстро и легко, без применения каких-либо дополнительных инструментов. Это достигается за счет того, что ручка 40 может быть быстро затянута и ослаблена. Для специалиста очевидно, что возможно применение других устройств для ручной затяжки, например винтов с накатанной головкой, крыльчатых гаек и других подобных приспособлений.
Инструмент 2 может быть настроен для выполнения конкретных операции путем установки второго элемента 6 в требуемое положение относительно первого элемента 4. Например, в конфигурации, приведенной на фиг.1-6 и 10, второй элемент 6 установлен относительно первого элемента 4 так, что расположенные под углом друг к другу поверхности 6j и 6k и полукруглый выступ 61 второго элемента прилегают к соответствующим расположенным под углом друг к другу поверхностям 10b и 10с и полукруглой поверхности 10d первой части 10. В частности, в указанной конфигурации второй конец 6b второго элемента 6 упирается в первый конец 11 удлиненного паза 12b. После перевода механизма 8 в положение расфиксации второй элемент 6 может быть перемещен вдоль удлиненного паза 12b в направлении от первой части 10 и затем зафиксирован при помощи механизма 8 в любом необходимом положении для получения, например, конфигурации, приведенной на фиг.14.
Как описано ниже, в конфигурациях, показанных на фиг.14А и 14В, инструмент 2 может использоваться для построения разметочных линий окружностей при помощи разметочного карандаша 44 или резца 100, показанного на фиг.18A-18D, причем диаметр окружности увеличивают перемещением второго элемента 6 (т.е. перемещением второго элемента по удлиненному пазу 12а в положение, которое соответствует радиусу окружности 74) от первой части 10. Переход от конфигурации инструмента 2, приведенной на фиг.14А, к его конфигурации, показанной на фиг.14В, осуществляют путем ослабления затяжки ручки 40 и поворота второго элемента 6 на 180° с последующим сдвигом второго элемента 6 вдоль паза 12а в требуемое положение (например, для разметки окружности 76) и фиксации ручки 40 в данном положении. Как описано далее, в конфигурации, показанной на фиг.15, ручной инструмент 2 присоединен к планке 55, которая играет роль несущего элемента инструмента 2, что позволяет при помощи разметочного карандаша 44 или резца 100 (фиг.18A-18D) строить окружности большого диаметра (например, окружность 78).
В другой конфигурации, представленной на фиг.16, после перевода механизма 8 в положение расфиксации второй элемент 6 разворачивают на 180° относительно направляющей части 6р, и затем фиксируют относительно первого элемента 4 при помощи фиксирующего механизма 4 в необходимом положении относительно удлиненного паза 12b. Как изложено ниже, в конфигурации, показанной на фиг.16, ручной инструмент 2 может использоваться, например, для разметки заготовки 80 при ее установке на неровные поверхности 82.
На фиг.17 приведена другая конфигурация ручного инструмента 2, в которой второй элемент 6 смещен относительно первой части 10 по удлиненному пазу 12b так, что первый конец 6а второго элемента 6 выступает на некоторое заданное расстоянии за первый конец 4а первого элемента 4, и зафиксирован в этом положении относительно первого элемента 4 при помощи механизма 8. Как описано ниже, в конфигурации, показанной фиг.17, инструмент 2 может использоваться, например, для разметки дверных или оконных рам 90 при их установке в дверные или оконные коробки.
Как показано на фиг.7 и 10, в целом цилиндрическая вставка 42, на внутренней поверхности которой выполнено несколько продольных ребер 42а, имеет размеры, позволяющие устанавливать ее в сквозное отверстие 6m второго элемента 6. Длина и диаметр цилиндрической вставки 42 выбраны таким образом, что вставка удерживается в сквозном отверстии 6m за счет фрикционной посадки, а верхняя и нижняя кромки вставки расположены заподлицо соответственно с верхней и нижней поверхностями 6е и 6f второго элемента 6. Цилиндрическая вставка 42 выполняет роль зажима или держателя для разметочного карандаша 44 при использовании инструмента 2 в конфигурациях, представленных, например, на фиг.14 и 15. Ребра 42а предотвращают смещение карандаша 44. В положении фиксации фиксирующего механизма 8 сквозное отверстие 6m и, таким образом, цилиндрическая вставка 42 выровнены относительно удлиненного паза 12b, как показано на фиг.6, так что по меньшей мере кончик 44а карандаша 44 проходит через удлиненный паз и касается размечаемой поверхности. Ребра 42а предотвращают смещение карандаша 44 относительно второго элемента 6 при работе с инструментом 2.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения, представленному на фиг.1, 3, 6, 7 и 10, первая часть 10 первого элемента 4 включает две точилки 45 и 49, предназначенные для заточки карандаша 44. Точилка 45 имеет канал 46, выполненный в первой части 10 и проходящий от второго конца 4b ко второй стороне 4d первого элемента 4. Открытый конец 48 канала 46 на втором конце 4b позволяет вставлять в канал острие 44а затачиваемого карандаша 44. Диаметр канала 46 предпочтительно выбран таким, чтобы карандаш 44 свободно вращался в нем при заточке, а при использовании инструмента 2 удерживался в канале без удержания его пользователем. На второй стороне 4d первого элемента 4 выполнен вырез 50, а продольный паз 52 проходит через вырез 50, соединяя канал 46 с внешней поверхностью первого элемента 4. Съемное лезвие 54 прикреплено к первой части 10 и выступает над пазом 52 так, что режущая кромка 54а лезвия 54 выровнена с пазом 52 и ориенитрована в основном параллельно наклонной стороне 46а канала 46. Лезвие 54 может быть установлено в вырезе 50 при помощи любых средств, обеспечивающих разъемное соединение. Например, как показано на фиг.7, лезвие 54 может быть установлено в вырезе 50 на винтах 56, пропущенных через отверстия 58 в лезвии 54 и завинченных в соответствующие резьбовые отверстия 60 в вырезе 50. Предпочтительно, чтобы лезвие 54 имело и вторую режущую кромку 54b, параллельную кромке 54а. При этом если кромка 54а затупилась, можно использовать кромку 54b. Для этого необходимо перевернуть лезвие 54 на 180° и установить его в вырез 50 таким образом, чтобы кромка 54b была выровнена с пазом 52. При использовании точилки разметочный карандаш 44 вставляют в канал 46 через отрытый конец 48 и вращают относительно кромки 54а и таким образом затачивают его. Стружка от карандаша направляется кромкой 54а наружу из первого элемента 4.
Точилка 49 имеет канал 51, выполненный в первой части 10 и проходящий от второго конца 4b до первой стороны 4 с первого элемента 4. Конструкция точилки 49 аналогична описанной конструкции точилки 45, за исключением формы переднего конца каналов 46 и 51. Как показано на фиг.6, в точилке 45 передний конец канала 46 имеет форму, позволяющую затачивать карандаши с коротким острием, подобные карандашу 44, показанному на фиг.10. В точилке 49, однако, передний конец канал 51 имеет форму, позволяющую затачивать карандаши с длинным острием (как, например, типовое острие для карандашей №2), подобным карандашу 44, показанному на фиг.14-17. Специалисту, однако, понятно, что конструкция переднего конца каналов 46 и 51 может отличаться от конструкции, представленной на фиг.6, для обеспечения заточки карандашей, имеющих форму острия, отличную от формы острия карандаша 44 на фиг.10 и 14-17.
Согласно другому аспекту данного изобретения, как показано на фиг.3-4, на первой и второй сторонах 4с, 4d первого элемента 4 выполнены измерительные шкалы 62. На шкалы 62 нанесена маркировка 63 в виде насечек, т.е. тонких линий. Шкалы 62 могут использоваться в качестве линеек, а также для измерения диаметра окружности или расстояния от наносимой линии до заданной поверхности при использовании ручного инструмента в соответствующих конфигурациях, приведенных на фиг.14-17. Нумерация шкал 62, расположенных на первой и второй сторонах 4с и 4d первого элемента 4, выполнена в противоположных направлениях, что облегчает выполнение измерений при использовании инструмента 2 для различных операций. Хотя в настоящем варианте осуществления изобретения измерительная шкала выполнена как на первой, так и на второй сторонах 4с, 4d первого элемента, следует учитывать, что шкала может быть также выполнена только на какой-то одной из указанных сторон 4с и 4d.
Кроме шкал 62, выполненных на указанных сторонах первого элемента 4, на поверхности первого элемента 4 и второго элемента 6 предпочтительно имеются три дополнительные шкалы. Как показано на фиг.5, на верхней поверхности 12а второй части 12 первого элемента 4 и на противоположных сторонах удлиненного паза 12b выполнены две измерительные шкалы 63, 65. Шкалы 63, 65 имеют разметки 63а и 65а соответственно. Шкалы 63 и 65 имеют противоположную нумерацию, как показано на фиг.5, что облегчает выполнение измерений в самых разнообразных вариантах использования инструмента 2. На фиг.6 приведена другая измерительная шкала 67, выполненная на нижней поверхности 6f второго элемента 6 и имеющая разметку 67а. Разметка шкал 64, 65 и 67 предпочтительно выполнена в виде тонких насечек, облегчающих идентификацию. Шкалы 63, 65 и 67 могут использоваться в качестве линеек, а также для измерения диаметра окружности или расстояния от наносимой линии до заданной поверхности при использовании ручного инструмента в соответствующих конфигурациях, приведенных на фиг.14А-14В, и 15-17.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения, по меньшей мере одна из шкал 62, 63, 65 и 67 может иметь цветовую маркировку, соответствующую определенной функции или операции, выполняемой при помощи инструмента 2 в любой из соответствующих конфигураций, приведенных на фиг.14-17. Цветовая маркировка шкал 62, 63, 65 и 67 может также использоваться для обозначения ее функциональной принадлежности. При использовании инструмента 2, имеющего цветовую маркировку измерительных шкал, пользователю гораздо легче выбрать шкалу, соответствующую выполняемой операции, путем выбора только цвета шкалы, соответствующего конкретной операции.
Далее, на примере фиг.1-17 описаны различные варианты практического применения ручного инструмента 2.
Фиг.14А иллюстрирует использование инструмента 2 для построения разметочной лини окружности. Для этого после определения положения центра окружности на размечаемой заготовке 70 из некоторого материала инструмент 2 располагают на этой заготовке, совмещая острие 20а пальца 18 узла 16 с точкой, являющейся центром окружности. Затем поворачивают ручку 26 по часовой стрелке (т.е. в направлении, обозначенном стрелкой 36 на фиг.13), посредством чего перемещают палец 18 во второе фиксированное положение, в котором острие 20а выступает из нижней поверхности 4е первого элемента 4 и контактирует с материалом 70 в точке, являющейся центром окружности. В таком состоянии инструмент 2 удерживается на материале 70 острием 20а так, что исключается его смещение относительно поверхности, при этом острие 20а используется как центр вращения ручного инструмента при построении окружности на материале 70, как описано ниже.
Для облегчения установки острия 20а в центре размечаемой окружности на втором конце 4b, первой стороне 4с и второй стороне 4d первого элемента 4 выполнены индикаторы в виде меток 23, как показано на фиг.1-4, 7, 9 и 13.
Метка 23 на втором конце 4b первого элемента 4 совмещается с центральной осью первого элемента 4 в продольном направлении и, следовательно, совмещается с острием 20а, которое лежит на центральной оси, как изложено выше. Острие 20а также лежит на линии, соединяющей метки 23, расположенные на первой и второй сторонах 4с, 4d первого элемента 4. После выбора центра окружности, размечаемой на материале 70, выполняют точное позиционирование острия 20а в центре окружности путем построения перпендикулярных линии через выбранный центр окружности и последующей установки инструмента 2 на материал 70 так, чтобы метка 23 на втором конце 4b первого элемента 4 совпала с одной перпендикулярной линией, а метки 23 на первой и второй сторонах 4с, 4d первого элемента 4 совпали с другой перпендикулярной линией. Затем острие 20а закрепляют в материале 70 в выбранной точке, являющейся центром окружности, как описано выше.
После нахождения центра окружности с помощью меток 23 и установки острия 20а пальца 18 в указанном центре окружности, как изложено выше, задают диаметр окружности путем перемещения второго элемента 6 по удлиненному пазу 12b первого элемента 4. Для специалиста очевидно, что диапазон диаметров окружности, которые могут быть построены при помощи инструмента 2 в конфигурации по фиг.14А, зависит от длины паза 12b и от фиксированного расстояния между острием 20а пальца 18 и первым концом 11 паза 12b. Таким образом, минимальный диаметр окружности, которая может быть построена при помощи инструмента 2 в конфигурации по фиг.14А, соответствует такому положению второго элемента 6 относительно первого элемента 4, в котором второй конец 6b второго элемента 6 смещен к первому концу 11 паза 12b. После фиксации механизма 8 в указанном положении скользящего элемента 6 в цилиндрическую вставку 42 устанавливают карандаш 44 таким образом, чтобы его кончик 44а касался поверхности материала 70. Далее на материале 70 чертят окружность 72 путем поворота инструмента 2 относительно центра окружности, заданного острием 20а. В данном варианте осуществления диаметр окружности 72 равен удвоенному расстоянию (т.е. радиусу) между острием 20а пальца 18 и центром первого сквозного отверстия 6n второго элемента 6.
При последующей установке инструмента 2 для выполнения разметки другой окружности сначала поворачивают ручку 26 узла 16 против часовой стрелки (т.е. в направлении, обозначенном на фиг.13 стрелкой 34), и таким образом переводят палец 18 в первое фиксированное положение, в котором острие 20а втянуто внутрь отверстия 27. Затем после разметки центра новой окружности на материале 70 острие 20а пальца 18 переводят во второе фиксированное положение, так что острие 20а совмещается с центром окружности и может быть использовано как ось вращения, как описано выше.
Соответственно, для построения на материале 70 окружности 74, диаметр которой превышает диаметр окружности 72, механизм 8 переводят в положение расфиксации, как описывалось выше, а второй элемент 6 передвигают по удлиненному пазу 12b ко второму концу 13 до получения необходимого диаметра окружности. После определения необходимого диаметра механизм 8 переводят в положение фиксации, как описано выше, для исключения относительного перемещения между первым элементом 4 и вторым элементом 6. После фиксации раскрепляемого фиксирующего механизма 8 в цилиндрическую вставку 42 устанавливают маркировочный карандаш 44 таким образом, чтобы острие 44а касалось поверхности материала 70. Далее на материале 70 чертят окружность 74 путем вращения инструмента 2 вокруг центра окружности, заданного острием 20а. Максимальный диаметр окружности, которая может быть построена при помощи инструмента 2 в конфигурации, показанной на фиг.14А, получают, смещая второй элемент 6 относительно первого элемента 4 так, что второй конец 6b второго элемента 6 располагается на втором конце 13 паза 12b.
На фиг.14В показана еще одна возможная конфигурация инструмента 2, используемая при нанесении разметочных линий окружностей, имеющих диаметр, превышающий максимальный диаметр окружности, которую можно построить с использованием конфигурации инструмента 2, представленной на фиг.14А. Конфигурацию, приведенную на фиг.14В и используемую для нанесения разметочных линий окружности, получают следующим образом. После установки механизма 8 в положение расфиксации, как описано выше, второй элемент 6 поворачивают на 180° относительно первого элемента 4 из положения, соответствующего конфигурации, показанной на фиг.1-6 и 10, располагая первый конец 6а второго элемента 6 напротив первой части 10 первого элемента 4, а второй конец 6b второго элемента 6 напротив заостренного конца 14 первого элемента 4. После нахождения центра окружности при помощи меток 23 и установки острия 20а пальца 18 в центре окружности, как изложено выше, устанавливают диаметр окружности путем перемещения второго элемента 6 по удлиненному пазу 12b первого элемента 4. В полученной точке механизм 8 переводят в положение фиксации, как описано выше, для предотвращения относительного перемещения между первым элементом 4 и вторым элементом 6. После фиксации механизма 8 в цилиндрическую вставку 42 устанавливают карандаш 44 таким образом, чтобы острие 44а касалось поверхности материала 70. Далее на материале 70 чертят окружность 76 путем вращения инструмента 2 вокруг центра окружности, заданного острием 20а.
На фиг.15 показан вариант конфигурации инструмента 2 и его использования согласно настоящему изобретению для нанесения разметочных линий окружности 78, диаметр которой превышает максимальный диаметр окружности, которая может быть построена при помощи инструмента 2 в любой из его конфигураций, приведенных на фиг.14А и 14В.
В конфигурации, показанной на фиг.15, инструмент 2 используют совместно с несущим элементом или удлинителем 55, который расширяет возможности ручного инструмента при построении окружностей больших диаметров. Элемент 55 может быть изготовлен из любого пригодного материала, например полосы металла или дерева, и может иметь длину, достаточную для построения окружности 78 требуемого радиуса. Элемент 55 имеет высверленное базовое отверстие 55а, расположенное на расстоянии примерно одного дюйма от одного конца 55b и являющееся точкой поворота, вокруг которого строят окружность 78. Другой конец 55 с несущего элемента прикреплен к первой части 10 первого элемента 4 инструмента 2 при помощи двух крепежных приспособлений 59, 61, которые проходят через раззенкованные отверстия соответственно 21, 25 и соединены с элементом 55 таким образом, что инструмент 2 выступает за конец 59 с элемента 55.
Крепежные приспособления 59, 61 предпочтительно являются деревянными или металлическими шурупами, которые достаточно крепко завинчены в деревянный или металлический несущий элемент 55 с обеспечением надежного крепления инструмента 2 к элементу 55. Однако специалисту в данной области техники понятно, что для съемного крепления конца 55 с несущего элемента к инструменту 2 могут использоваться другие типы съемных крепежных элементов, таких как болты и гвозди. Однако шурупы более предпочтительны по сравнению с другими типами фиксаторов, таких как болты и гвозди, вследствие удобства удаления шурупов при отсоединении элемента 55 от инструмента 2 и малой вероятности повреждения элемента 55 или инструмента 2 в ходе данной операции.
После того как инструмент 2 и элемент 55 соединены вместе с возможностью относительного перемещения, как описано выше, крепежный элемент 57 (например, шуруп, болт или гвоздь) вставляют в базовое отверстие 57, расположенное на конце 55b несущего элемента, и соединяют с размечаемым материалом 70 в выбранной точке поворота, таким образом обеспечивая вращение элемента 55 относительно материала 70. В данной конфигурации ручного инструмента для разметки поверхности необходимо вставить карандаш 44 (или резец 100 для вариантов осуществления, показанных фиг.18A-18D) в цилиндрическую вставку 42 инструмента 2 и повернуть его вокруг центральной точки с построением окружности 78, как показано на фиг.15. Для специалиста очевидно, что для выполнения разметки окружностей другого диаметра второй элемент 6 передвигают вдоль удлиненного паза 12b, а затем фиксируют при помощи механизма 8, как изложено выше для конфигураций, показанных на фиг.14А и 14В.
Таким образом, для построения окружностей, диаметр которых превышает диаметры, получаемые при помощи инструмента 2 в конфигурациях, показанных на фиг.14А и 14В, может быть использован инструмент 2 в сочетании с элементом 55, описанным выше. Например, если требуемый диаметр окружности равен шести футам (6'), то элемент 55 предпочтительно должен быть длиной около 38 дюймов, а диаметр отверстия 55а, высверленного в несущем элементе 55, предпочтительно равняется 5/16 дюйма. Таким образом, окружность или дуга с диаметром около 6 футов может быть построена при помощи элемента 55 требуемой длины, при условии, что инструмент 2 находится в конфигурации, приведенной на фиг.1 (т.е. расположенные под углом друг к другу поверхности 6j, 6k второго элемента 6, обращены к расположенным под углом друг к другу поверхностям 10b, 10с первой части 10 первого элемента 4). Соответственно, перемещая второй элемент 6 по удлиненному пазу 12b на соответствующую величину, с последующей фиксацией его в этом положении, можно построить окружности или дуги, имеющие диаметр соответственно 6 футов 3/8 дюйма и 6 футов 13/8 дюйма.
Владея инструментом 2, имеющим вышеупомянутую конструкцию, и способом его использования согласно настоящему изобретению, плотник, ремесленник или домовладелец может строить окружности различных диаметров быстрее и эффективнее, чем при использовании традиционных методов черчения окружностей.
На фиг.16 показан инструмент 2 согласно настоящему изобретению, используемый для разметки заготовки 80, устанавливаемой на неровные поверхности 82. Инструмент 2 устанавливают на поверхности заготовки 80 таким образом, чтобы заостренный конец 14 первого элемента 4 был повернут к неровной поверхности 82. После установки механизма 8 в положение расфиксации, как описано выше, второй элемент 6 поворачивают относительно первого элемента 4 на 180° относительно положения, соответствующего конфигурации, показанной на фиг.1-6 и 10, таким образом, чтобы расположить первый конец 6а второго элемента 6 напротив первой части 10 первого элемента 4, а второй конец 6b второго элемента 6 расположить напротив заостренного конца 14 первого элемента 4. После этого инструмент 2 передвигают по направлению к неровной поверхности 82 до тех пор, пока заостренный конец 14 первого элемента 4 не коснется поверхности 82. После определения расстояния от поверхности 82, на котором должна быть размечена линия 84, второй элемент 6 перемещают по удлиненному пазу 12b до тех пор, пока центр сквозного отверстия 6m не будет находиться над точкой на материале 80, соответствующей выбранному расстоянию. После определения требуемого диаметра механизм 8 переводят в положение фиксации, исключая перемещение между первым элементом 4 и вторым элементом 6, как описано выше. После фиксации механизма 8 в указанном положении элемента 6 в цилиндрическую вставку 42 устанавливают разметочный карандаш 44 таким образом, чтобы кончик 44а касался поверхности материала 80. Далее, путем перемещения инструмента 2 по материалу 80 в каком-либо из двух направлений, обозначенных стрелкой 86, строят линию 84, причем при перемещении кончик 44а карандаша 44 касается материала 80, а заостренный конец 14 первого элемента 4 касается неровной поверхности 82.
Конфигурация инструмента 2 и вариант его использования, описанный выше и проиллюстрированный на фиг.16, предназначен для использования лицами, не имеющими опыта плотничных или строительных работ. Инструмент 2 в варианте конфигурации, приведенном на фиг.16, предназначен для профессиональных рабочих, которые благодаря опыту способны обеспечить неподвижность инструмента при выполнении разметки. В данном варианте конфигурации, при условии, что расстояние от неровной поверхности 82 до линии 84, которую строят на материале 80, известно, пользователь для построения линии 84 на материале 80 применяет только измерительную шкалу 62, перемещая инструмент 2 по материалу 80 в одном из двух направлений, обозначенных стрелкой 86, причем выполняет данную операцию таким образом, чтобы кончик 44а карандаша 44 касался материала 80, а заостренный конец 14 первого элемента 4 касался неровной поверхности 82.
Приведенная выше конструкция и способ использования инструмента 2 в соответствии с настоящим изобретением позволяет существенно облегчить выполнение точной разметки или надрезов на любых деревянных, пластиковых поверхностях, а также поверхностях из отделочного камня и т.д., которые должны быть подогнаны к горизонтальным или вертикальным неровным поверхностям (например, при установке длинной столешницы у неровной вертикальной стены).
На фиг.17 проиллюстрирована разметка дверной или оконной рамы 90 при ее установке в дверную или оконную коробку с использованием предлагаемого инструмента 2. Если инструмент находится в конфигурации, показанной на фиг.1-6 и 10, то сначала переводят механизм 8 в положение расфиксации, как описано выше. Затем второй элемент 6 сдвигают по удлиненному пазу 12b в крайнее положение, в котором второй конец 6b второго элемента 6 касается второго конца 13 удлиненного паза 12b. Затем второй элемент 6 сдвигают в выбранное положение, размещая его таким образом, чтобы первый конец 6а второго элемента 6 выступал за заостренный конец 14 первого элемента 4 на расстояние, соответствующие заданным установочным параметрам. Указанные параметры могут колебаться в пределах от 1/16 дюйма до 3/4 дюйма (например, типовыми значениями являются 1/4 или 3/8 дюйма) от края 90а рамы 90. После установки заданных установочных параметров механизм 8 переводят в положение фиксации, как изложено выше. Далее заостренный конец 14 первого элемента 4 упирают во внутренний угол рамы 90 таким образом, чтобы расположенные под углом друг к другу поверхности 4f, 4g первого элемента 4 упирались в горизонтальные и вертикальные края рамы 90. Далее разметочный карандаш 44 устанавливают сначала в паз 6х, а затем в паз 6y второго элемента 6, а инструмент 2 перемещают соответственно горизонтально и вертикально, удерживая поверхности 4f, 4g первого элемента 4 у горизонтальных и вертикальных краев рамы 90, чтобы построить катеты прямого угла по всей длине рамы 90. Таким образом, предлагаемый инструмент 2 позволяет безошибочно определить точку пересечения внутренних краев, наклоненных на 45°, а также выполнить разметку при смещении относительно дверной или оконной коробки.
Конфигурация инструмента 2 и способ его использования, описанные выше и представленные на фиг.17, предназначены для профессиональных строителей, которые благодаря своему опыту могут твердо удерживать инструмент 2 при его перемещении и при этом удерживать карандаш 44 в надрезах 6х, 6у второго элемента 6. Инструмент 2 в варианте его применения, показанном на фиг.17, может быть приспособлен для использования его лицами, не имеющими опыта строительных работ. В этом варианте конфигурации второй элемент 6 устанавливают относительно первого элемента 4, как описано выше для применения инструмента, показанного на фиг.16. То есть после установки раскрепляемого фиксирующего механизма 8 в положение расфиксации, как описано выше, второй элемент 6 поворачивают относительно первого элемента 4 на 180° из положения, соответствующего конфигурации, показанной на фиг.1-6 и 10, таким образом, чтобы после поворота первый конец 6а второго элемента 6 располагался напротив первой части 10 первого элемента 4, а второй конец 6b второго элемента 6 располагался напротив заостренного конца 14 первого элемента 4. Затем второй элемент 6 сдвигают в заданное положение, размещая его таким образом, что второй конец 6b, включающий первое сквозное отверстие 6m, выступает за заостренный конец 14 первого элемента 4 на расстояние, соответствующее заданным установочным параметрам. Установив заданные установочные параметры, механизм 8 переводят в положение фиксации, как изложено выше. После этого заостренный конец 14 первого элемента 4 упирают изнутри в угол рамы 90 таким образом, чтобы расположенные под углом друг к другу поверхности 4f, 4g первого элемента 4 упирались в горизонтальные и вертикальные края рамы 90. Далее в цилиндрическую вставку 42 устанавливают разметочный карандаш 44 так, чтобы его кончик 44а касался рамы 90, и перемещают инструмент 2 горизонтально и вертикально, удерживая поверхности 4f, 4g первого элемента 4 у горизонтального и вертикального краев рамы 90, и таким образом строят катеты прямого угла по всей длине рамы 90.
В описанных выше вариантах применения предлагаемого инструмента 2 и в иллюстрирующих данные варианты фиг.14-17 все измерения выполняются с использованием по меньшей мере одной измерительной шкалы 62, 63, 65 и 67, которая, как изложено выше, может иметь цветовую маркировку, облегчающую выбор нужной измерительной шкалы для конкретного применения и облегчения выполнения самой разметки с использованием указанных измерительных шкал.
Предполагается, что первый элемент 4 может иметь любую длину L и ширину W, которые позволяют обеспечить решение задач настоящего изобретения пользователем инструмента 2. Однако ключевой особенностью настоящего изобретения является возможность изменения конструктивных размеров различных деталей и частей ручного инструмента, что повышает его полезность для профессионалов и любителей, а также обеспечивает компактность инструмента без ущерба его функциональности. С учетом вышесказанного длина L первого элемента 4 предпочтительно составляет 6,44-7,86 дюйма и более предпочтительно 7,125 дюйма. Ширина W первого элемента 4 предпочтительно составляет 1,42-1,74 дюйма и более предпочтительно 1,56 дюйма. Толщина t1 первой части 10 и толщина t2 второй части 12 предпочтительно составляет 0,49-0,69 дюйма и более предпочтительно 0,56 дюйма. Указанная выше предпочтительная длина L первого элемента 4 позволяет выполнять удлиненный паз 12b, имеющий длину (т.е. расстояние между первым и вторым концами 11, 13 удлиненного паза 12b), которая предпочтительно составляет 4,1-4,9 дюйма и более предпочтительно 4,5 дюйма. Указанная выше предпочтительная длина L первого элемента 4 обеспечивает расстояние между острием 20а пальца 18 и первым концом 11 удлиненного паза 12а, составляющее предпочтительно 0,84-1,0 дюйма и более предпочтительно 0,94 дюйма. Указанная выше предпочтительная длина L удлиненного паза 12b и указанное выше предпочтительное расстояние между острием 20а пальца 18 и первым концом 11 удлиненного паза 12а обеспечивают возможность построения окружностей диаметром от 2,25 до 10,5 дюйма. Как указано выше, диапазон диаметров окружностей, которые могут быть построены при помощи предлагаемого инструмента 2, определяется сочетанием длины удлиненного паза 12а и фиксированным расстоянием между острием 20а пальца 18 и первым концом 11 удлиненного паза 12а.
Инструмент 2, описанный и проиллюстрированный чертежами в данном документе, может быть изготовлен из различных материалов с использованием различных методов. Материалы деталей инструмента 2 согласно положениям данного изобретения предпочтительно должны быть такими, чтобы обеспечить защиту от воздействия внешних факторов, обеспечить достаточную прочность для исключения возможности повреждения ручного инструмента на объекте работы, а также обеспечить возможность переноски и хранения многоцелевого ручного инструмента в монтажном поясе, фартуке или кармане. Таким образом, элементы инструмента 2 предпочтительно должны иметь прочную жесткую конструкцию, а выбранные материалы предпочтительно должны обеспечивать малый вес изделия, стойкость к действию химикатов, ультрафиолетовых лучей, колебанию температур и ударным нагрузкам.
Например, первый и второй элементы 4, 6 предпочтительно изготавливают литьем под давлением из высококачественных пластмасс, таких как нейлон (например, CAPRON), поликарбонат/полиэфир (например, "XENOY"), или поликарбонат/акрилонитрил-бутадиен-стирол (например, "CYCOLAY"). Механизм 8 (например, крепежное приспособление 38 и ручка 40), а также узел 16 (например, палец 18 и ручка 26) предпочтительно изготавливают литьем под давлением из высококачественных пластмасс, таких как нейлон (например, CAPRON), поликарбонат/полиэфир (например, "XENOY") или ацеталевый сополимер (например, "CELCON"). Цилиндрическую вставку 42, предназначенную для удержания или фиксации карандаша 44 предпочтительно изготавливают литьем под давлением из термопластичного полиуретана (например, "ELASTOLAN"). Однако для специалиста очевидно, что для изготовления первого и второго элементов 4, 6, раскрепляемого фиксирующего механизма 8, узла 16 и цилиндрической вставки 42 могут использоваться иные высококачественные пластмассы и широкий диапазон других материалов, включающий низкосортные пластмассы, как например, полипропилен, а также прочные и жесткие материалы, такие как сталь и алюминий. Лезвие 54 и винты 56 предпочтительно изготавливают из нержавеющей стали или иного подходящего металла. Несмотря на жесткую конструкцию ручки 26 узла с выдвижным острием, часть 26d уменьшенного диаметра, расположенная между захватами 26b и соединительной частью 26с, обеспечивает способность соединительной части 26с изгибаться, так что при сборке инструмента 2 она может защелкиваться в вырезе 28 отверстия 27, как показано на фиг.10 и 11.
В другом варианте осуществления изобретения некоторые детали инструмента 2, такие как первый элемент 4, второй элемент 6 и ручки 26, 40, предпочтительно изготавливают из прозрачной литой смолы, так что инструмент 2 получается в целом прозрачным. Прозрачное исполнение инструмента 2 позволяет повысить точность выполнения разметки. Например, при разметке столешницы или построении окружности или дуги пользователь может видеть, как вычерчивается линия, благодаря чему повышается точность разметки, выполняемой с использованием инструмента 2. Прозрачное исполнение инструмента 2 также имеет определенный эстетический эффект, поскольку позволяет пользователю видеть непрозрачные части и их работу (например, палец 18 и крепежное приспособление 38).
На фиг.18A-18D показано разметочное устройство 101 в соответствии с настоящим изобретением, предназначенное для нанесения разметочных линий на заготовку. Устройство 101 включает инструмент 2, выполненный в соответствии с любым из приведенных выше вариантов осуществления изобретения, и резец 100, который применяется в комбинации с инструментом 2. Резец 100 имеет удлиненный элемент 102, втулку 104, установленную на одном из концов элемента 102, две опоры 106, выступающие на одном конце элемента 102 и расположенные на некотором расстоянии друг от друга. На опорах 106 установлен стержень 108, расположенный перпендикулярно к указанным опорам. В целом круглое лезвие 110 установлено на стержень 108 с возможностью вращения по отношению к нему. На внешней поверхности втулки 104 выполнены продольные ребра 104а, которые играют роль захвата или фиксатора при установке резца 100 в цилиндрическую вставку 42, расположенную в сквозном отверстии 6m второго элемента 6, и предотвращают смещение резца 100 при работе с инструментом 2. Диаметр втулки 104 выбран таким образом, что она надежно удерживается в цилиндрической вставке 42, а продольные ребра 104а предотвращают вращение резца 100 относительно второго элемента 6 при работе с инструментом 2. Диаметр лезвия 110 выбран таким образом, чтобы обеспечить его прохождение через цилиндрическую вставку 42 до его контакта с размечаемой поверхностью.
Резец 100 может использоваться совместно с инструментом 2 согласно настоящему изобретению для нарезания разметочных линий в любом из вариантов применения инструмента 2 согласно настоящему изобретению, описанных выше со ссылками на фиг.14А-14 В и 15-17, за исключением конфигурации ручного инструмента, приведенной на фиг.17, в которой кончик карандаша упирают в пазы 6х, 6у второго элемента 6 при разметке рамы 90. Например, при использовании инструмента 2 для нанесения линии на размечаемом материале 80, устанавливаемом на неровную поверхность 82, как показано на фиг.16, резец 100 устанавливают в цилиндрическую вставку 42 таким образом, что лезвие 110 касается поверхности материала 80. Далее, перемещая инструмент 2 по материалу 80 в каком-либо из двух направлений, обозначенных стрелкой 86, строят линию 84, причем при перемещении лезвия 110 его удерживают в контакте с материалом 80, а заостренный конец 14 первого элемента 4 удерживают в контакте с неровной поверхностью 82.
Инструмент 2 может также использоваться совместно с резцом 100 для нарезания разметочных линий для окружности, как показано на фиг.14 и 15. Например, после нахождения центра размечаемой окружности с помощью метки 23 и установки острия 20а пальца 18 в центре окружности, как изложено выше, задают диаметр окружности путем перемещения второго элемента 6 по удлиненному пазу 12b первого элемента 4. После этого скользящий элемент 6 фиксируют при помощи механизма 8 в указанном положении и устанавливают в цилиндрическую вставку 42 резец 100 таким образом, чтобы лезвие 110 касалось поверхности материала 70. Далее, вращая инструмент 2 относительно указанного центра, заданного острием 20а, на материале 70 нарезают окружность (такую, например, как одна из окружностей 72, 74, 76 и 78 на фиг.14А-14В и 15).
Уникальная конструкция инструмента, выполненного в соответствии с настоящим изобретением, позволяет создать универсальный ручной инструмент и разметочное устройство, каждый из которых имеет конструкцию, позволяющую пользователю избирательно использовать ручной инструмент и разметочное устройство для черчения или разметки материала, устанавливаемого на неровные поверхности, для черчения или разметки дверных и оконных рам при их установке в дверные или оконные коробки, а также для построения прямых, дуг или окружностей любого диаметра с высокой точностью и значительной экономией времени. Ручной инструмент и разметочное устройство, выполненные в соответствии с настоящим изобретением, компактны и имеют малый вес, так что их можно легко переносить в кармане, на поясе или фартуке. Более того, такие ручной инструмент и разметочное устройство могут использоваться как высококвалифицированными работниками, так и не имеющими большого опыта любителями, и при этом благодаря удачной конструкции значительно снижена погрешность вследствие дрожания рук, а для работы с инструментом не требуется использование вспомогательных инструментов или чрезмерное количество манипуляций. Ручной инструмент и разметочное устройство в соответствии с настоящим изобретением позволяет получить великолепные результаты не только квалифицированным профессионалам-строителям, но и любителям.
Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением может быть выполнен ручной инструмент и разметочное устройство любого размера или веса, надежные и не допускающие ухудшения их конструктивных или эксплуатационных характеристик.
Из приведенного выше описания видно, что настоящее изобретение включает усовершенствованный ручной инструмент и усовершенствованное разметочное устройство. Для специалиста очевидно, что в описанные варианты осуществления изобретения могут быть внесены изменения без выхода за пределы объема изобретения. Таким образом, очевидно, что изобретение не ограничено описанными частными вариантами осуществления, а включает все модификации, не выходящие за рамки объема охраны изобретения, который ограничен прилагаемой формулой изобретения.
Реферат
Изобретение относится к ручным инструментам. Ручной инструмент для разметки и черчения содержит первый элемент, имеющий первую часть и вторую часть. Второй элемент присоединен ко второй части первого элемента с возможностью скольжения и шарнирного поворота относительно нее. Соединительный узел шарнирно соединяет второй элемент со второй частью первого элемента. Второй элемент может скользить и шарнирно поворачиваться относительно второй части между первым положением, вблизи первого конца второй части, в котором ручной инструмент может использоваться для выполнения первой операции разметки или черчения, и вторым положением, вблизи второго конца второй части, противоположного первому ее концу, в котором ручной инструмент может использоваться для выполнения второй операции разметки или черчения, отличной от первой операции разметки или черчения. Обеспечивается повышение точности и сокращение временных затрат разметки заготовок. 4 н. и 21 з.п. ф-лы, 23 ил.
