PT1522820E - Ferramenta de marcação de referencia a laser - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO EPÍGRAFE: "FERRAMENTA DE MARCAÇÃO DE REFERENCIA A LASER" A invenção é na generalidade da área das ferramentas manuais e dispositivos de nivelamento e, mais particularmente, é referente à marcação relativamente precisa de linhas de referência segundo qualquer ângulo sobre uma superfície geralmente plana. A natureza compacta, a portabilidade e exactidão relativa da invenção dão-lhe grande utilidade para os profissionais da construção e carpintaria, enquanto que a facilidade de utilização e a ausência de especialização necessária para operar a invenção tornam-na particularmente útil para o entusiasta da bricolage.

Existem várias ferramentas de medição e de carpintaria que empregam o uso de raios de luz gerados por lasers. A maioria deles refere-se à produção de um plano horizontal a partir de uma unidade que está montada no tripé ou assente no chõ e abordam as necessidades das grandes obras de construção e de engenharia civil. Os dispositivos anteriores eram relativamente incómodos, necessitavam de nivelamento manual exacto e utilizavam lasers de hélio-neon que requerem fontes de alimentação da rede eléctrica. 0 documento US 5075977 revela uma ferramenta de nível de chumbo automático e com ponteiro. A luz laser assim emitida pode ser horizontal ou vertical dependendo da superfície do chumbo que está apoiada no solo ou noutra superfície. A ferramenta não foi concebida para ser colocada contra uma superfície geral vertical 1 e não existe um feixe divergente emitido concebido para atingir tal superfície vertical. 0 documento EP 0341812 revela um nível ou indicador de chumbo incluindo a possibilidade de comutar entre a projecção horizontal ou vertical. A ferramenta não foi concebida para ser colocada contra uma superfície em geral vertical e não utiliza um laser emitido como o feixe divergente num único plano. O documento EP 0729053 revela uma estrutura de tripé que pode ser nivelada e, em seguida, usada para emitir um feixe plano de raios laser divergentes. Não pode ser colocado contra uma superfície em geral vertical devido ao suporte do tripé. O documento US 5531031 revela um dispositivo com uma emissão de laser cujo ângulo pode ser ajustado em referência a uma escala. Contudo, o laser não utiliza um meio direccional que reage à gravidade para estabelecer uma direcção do plano de referência para tal. 0 documento DE 4442224 revela uma unidade de medição a laser capaz de emitir um feixe horizontal ou vertical. A unidade não foi concebida para ser colocada contra uma superfície em geral vertical e não utiliza um feixe laser divergente num só plano para embater nesta superfície em geral vertical.

De acordo com a presente invenção, no entanto, uma ferramenta de alinhamento de luz laser inclui uma caixa, a caixa contém no seu interior um laser para emitir um feixe laser visível; meio de alimentação portátil para alimentar o laser; e meio direccional que reage à gravidade para estabelecer uma direcção do plano de referência para o laser; a ferramenta caracteriza-se por um meio óptico disposto para que o feixe laser visível seja emitido como um feixe divergente num plano único; e a caixa inclui uma superfície exterior para colocação contra uma 2 superfície em geral vertical, a superfície externa sendo disposta relativamente ao meio óptico de modo que, quando em utilização, o feixe divergente bata na superfície em geral vertical para que uma linha de luz seja projectada sobre a superfície em geral vertical, na direcção do plano de referência ou num ângulo predefinido relativamente à direcção do plano de referência. 0 meio que reage à gravidade pode incluir uma ou mais baterias e/ou pode incluir um ou mais outros pesos.

De preferência, um meio de controlo é fornecido para permitir que o laser seja movido de forma controlada para que o feixe laser visível seja emitido numa direcção controlada relativamente à dita direcção do plano de referência. 0 meio de controlo referido pode ser baseado em fricção e esta pode ser ajustável - o meio de controlo referido pode ser tal que permita que o laser seja completamente rotativo, em vez de apenas rodar em torno de um eixo, para permitir que o laser seja colocado em qualquer ângulo seleccionado de 360°.

Assim, será apreciado que a presente invenção pode proporcionar uma ferramenta portátil manualmente capaz de produzir uma linha de referência a qualquer ângulo em qualquer plano único. Quando usado como dispositivo de nivelamento contra uma superfície em geral vertical, uma linha de referência será projectada sobre essa superfície geralmente na horizontal, ou a qualquer ângulo predefinido para além da horizontal, apesar do ângulo a que a ferramenta é mantida contra a superfície substancialmente vertical, e sem a necessidade de qualquer pré-nivelamento do instrumento. Também será apreciado que a ferramenta da presente invenção pode ser resistente e leve, bem como compacta e portátil. 3

De preferência, a presente invenção é uma ferramenta de alinhamento pequena e resistente que é compacta e leve o suficiente para ser segura na palma de uma mão, deixando a outra mão livre para marcar a superfície em geral vertical sobre a qual a linha de referência é projectada pela ferramenta. 0 operador pode marcar a linha ao longo de uma extensão tão grande quanto lhe permita o seu braço. Quando colocado contra a superfície em geral vertical, a caixa da ferramenta ou de qualquer pega ligada pode ser mantida a qualquer ângulo, e em qualquer uma das mãos, sem alterar o ângulo da linha de referência apresentada. Também são revelados meios de como a ferramenta pode ser fixada à superfície em geral vertical a ser referenciada, permitindo uma operação semelhante com as mãos livres. São descritas fixações para melhorar a versatilidade da ferramenta, permitindo que seja usada para proporcionar uma linha de referência visível como extensão da superfície vertical, e enquanto ferramenta para proporcionar uma linha de referência visível a qualquer ângulo sobre qualquer plano.

Também é revelado um meio de ultrapassar o efeito obscurecedor de uma luz ambiente forte, como é o caso da luz solar directa. São descritos outros arranjos que podem proporcionar um par de pontos de referência, em geral, na horizontal, ou segundo qualquer ângulo para além da horizontal, em geral, através do espaço aberto.

Uma primeira configuração tem uma caixa contendo baterias que fornecem corrente a um díodo de laser contido num primeiro caixa cilíndrico com rotação axial. Este caixa cilíndrico e o seu conteúdo estão substancialmente em equilíbrio em torno do seu eixo. Qualquer desequilíbrio neste caixa pode ser rectifiçado com 4 um peso ajustável sob a forma de um pino de equilíbrio de precisão enroscado num conjunto de peso equilíbrio de precisão, colocado no caixa. Através de meios ópticos, incluindo uma lente de colimação e uma lente que produz uma linha, o díodo do laser produz um feixe de luz, divergente num só plano, ao longo da linha radial do caixa cilíndrico. Assim, quando colocado junto de e, na generalidade, paralelo a uma superfície em geral vertical e em geral plana, um feixe horizontalmente divergente irá atingir a superfície num ângulo oblíquo, e uma fina linha de luz de espessura em geral uniforme será projectada sobre essa superfície.

Axialmente ligado ao caixa do díodo de laser está um segundo caixa cilíndrico contendo um peso excêntrico. O efeito da gravidade neste peso excêntrico faz com que uma linha, de zero a cento e oitenta graus, marcada no exterior do segundo caixa cilíndrico, se alinhe na generalidade com a horizontal. O alinhamento do segundo caixa cilíndrico pode ser ajustado com precisão mediante um pino de equilíbrio enroscado no peso excêntrico. Quando os dois caixas cilíndricos são rodados em relação um ao outro, a fricção entre os dois caixas mantém o ângulo da rotação. Como o caixa cilíndrico contendo o díodo de laser e os circuitos associados está em geral equilibrado em torno do seu eixo, qualquer que seja o ângulo predefinido de rotação do caixa do díodo de laser, não será sentido qualquer desvio significativo pelo caixa cilíndrico que contém o peso excêntrico. Assim, o feixe de luz visível emitido pelo díodo de laser pode ser predefinido para a horizontal ou qualquer ângulo para além da horizontal.

Rolamentos de ponto ajustáveis no eixo do conjunto cilíndrico do diodo de laser/pesos não só permitem a rotação 5 livre desse conjunto, mas sendo feitos de um material condutor de electricidade, fornecem energia eléctrica das baterias na caixa da ferramenta para o conjunto do díodo de laser, sem necessidade de fios de ligação que pudessem impedir a rotação livre do conjunto.

Um interruptor pode ser incluído na ferramenta para interromper a alimentação eléctrica, e um circuito de temporização electrónico também pode ser incluído para proporcionar um desligamento automático da corrente após um período de tempo predefinido, para que a vida da bateria possa ser conservada. Um indicador visível do funcionamento do díodo de laser, tal como um LED intermitente de baixo consumo, também pode ser utilizado. Um dispositivo de bloqueio mecânico pode permitir que o caixa cilíndrico contendo o peso excêntrico possa ser imobilizado relativamente à caixa da ferramenta, mas permitindo ainda que o caixa cilíndrico contendo o conjunto do díodo de laser seja rodado. Assim, uma linha de luz num ângulo predefinido relativamente à superfície exterior da caixa da ferramenta pode ser projectada sobre qualquer superfície em geral plana contra a qual, ou sobre a qual, a ferramenta seja colocada.

Uma segunda configuração utiliza um par de díodos de laser montados consecutivamente num caixa cilíndrico. Dois feixes, na generalidade em alinhamento axial, são projectados do caixa através de meios ópticos incluindo lentes de colimação e lentes simples. Este caixa cilíndrico está ligado a um caixa cilíndrico contendo um peso excêntrico tal como indicado detalhadamente acima e pode ser rodado similarmente em relação ao primeiro. Com a ferramenta mantida na generalidade na vertical, dois feixes de luz de laser substancialmente não divergentes são projectados radialmente na horizontal, ou num ângulo predefinido para além da 6 horizontal. Dois pontos são iluminados pelos feixes de luz, sendo o ângulo entre eles, relativamente à horizontal, determinado pelo ângulo de rotação de um caixa cilíndrico relativamente ao outro.

Uma terceira configuração tem um só díodo de laser montado radialmente em, e apontado para o centro de, um caixa cilíndrico. No centro deste caixa está fixado um espelho em ângulo recto. Este espelho divide o feixe de luz de laser e projecta dois feixes radialmente do caixa de forma similar à descrita detalhadamente acima.

Uma quarta configuração possui um díodo de laser, circuitos associados, lente de colimação, lente geradora de linha, peso de equilíbrio e um pino de equilíbrio de precisão, montados num caixa cilíndrico tal como na primeira configuração. O caixa cilíndrico está ligado axialmente através de rebites a um extremo de um conjunto pendular alongado incluindo duas faixas compostas de material condutor e não condutor de electricidade. A fricção impede o caixa cilíndrico de rodar livremente, mas esta fricção pode ser ultrapassada com a pressão dos dedos. Colocados no outro extremo destas faixas estão discos de metal com depressões cónicas. Parafusos pontiagudos roscados, fixos a uma caixa da ferramenta, encaixam nessas depressões. Faixas condutoras de electricidade ligam estes parafusos a fios que por sua vez são ligados através de um interruptor às baterias. A corrente eléctrica é assim fornecida ao díodo de laser através dos parafusos pontiagudos, dos quais as faixas compostas e o caixa cilíndrico dependem. Montados no caixa cilíndrico estão dois pesos idênticos. 0 caixa cilíndrico está assim em geral em equilíbrio em torno do seu eixo. As marcas na superfície do caixa cilíndrico permitem que seja rodado para um ângulo predefinido relativamente às faixas pré-definidas e assim relativamente à 7

Assim, geralmente vertical. Assim, uma linha de luz num ângulo predefinido pode ser projectada sobre uma superfície em geral vertical e em geral plana, tal como descrito em detalhe na primeira configuração. O outro extremo do conjunto pendular alongado está montado rotativamente numa caixa de contenção.

Uma quinta configuração tem um díodo de laser, circuitos associados, lente de colimação e lente geradora de linha montados num caixa cilíndrico. 0 caixa cilíndrico está ligado axialmente através de rebites a um extremo de um conjunto alongado pendular na forma de caixa para as baterias. A fricção impede o caixa cilíndrico de rodar livremente, mas esta fricção pode ser ultrapassada com a pressão dos dedos. Um dos extremos do conjunto alongado pendular referido também está montado rotativamente num caixa rotativo, sendo que o conjunto da caixa de baterias/caixa do díodo de laser pode ser rodado em torno de um eixo relativamente à caixa de contenção através de parafusos pontiagudos roscados e anilhas de metal com depressões cónicas, conforme descrito na primeira configuração. A caixa de baterias desta quinta configuração desempenha a função do peso excêntrico ligado axialmente da primeira configuração. A acção da gravidade faz com que fique suspenso em geral na vertical dos rolamentos dos parafusos pontiagudos. Quando o caixa cilíndrico é rodado para um ângulo predefinido relativamente à caixa de baterias, uma linha de luz num ângulo predefinido pode ser projectada sobre uma superfície em geral vertical e em geral plana, tal como descrito em detalhe na primeira configuração.

Uma sexta configuração, que é a configuração actualmente preferida, é similar à primeira configuração por incluir os primeiro e segundo caixas cilíndricos cujas posições rotacionais relativas são controladas por fricção. Contudo, o meio 8 direccional que reage à gravidade inclui agora meios portáteis de energia (uma ou mais baterias). Os primeiro e segundo caixas cilíndricos referidos são montados rotativamente num extremo de uma caixa de contenção e são montados rotativamente na caixa de contenção através de um conjunto de suspensão magnetizada. 0 acesso ao primeiro e segundo caixas cilíndricos referidos é feito através de uma janela transparente curva que é um encaixe de fricção com a caixa de contenção. 0 outro extremo da caixa de contenção é fornecido com várias janelas translúcidas com marcas paralelas. Podem existir janelas translúcidas dispostas respectivamente no outro extremo referido e em dois lados da caixa de contenção.

As características individuais das várias configurações podem ser combinadas de forma diferente.

Os desenhos esquemáticos de acompanhamento servem apenas para ilustrar as configurações preferidas da presente invenção para que os princípios da invenção possam ser completamente explicados.

As figuras l(a), l(b) e l(c) são, respectivamente, vistas em tamanho real de frente, por baixo e da direita de uma ferramenta de alinhamento portátil, de acordo com uma primeira configuração da invenção para nivelamento, prumo, alinhamento e projecção de linhas de referência sobre uma superfície em geral plana.

As figuras 2(a), 2(b) e 2(c) são vistas em corte através das Figuras 1 (a), 1 (b) e 1 (c). A figura 3 é uma vista em corte longitudinal com o dobro do tamanho real através da primeira configuração. A figura 4 é uma vista em corte lateral com o dobro do tamanho real através da primeira configuração. 9 A figura 5 é uma vista em corte elevada com o dobro do tamanho real através da primeira configuração, mostrando em particular a caixa cilíndrica contendo o peso excêntrico. A figura 6 é uma vista em corte elevada com o dobro do tamanho real através da primeira configuração, mostrando em particular a caixa cilíndrica contendo o conjunto do díodo de laser, ópticas e peso de eguilíbrio ajustável. A figura 7 é uma vista em corte elevada com o dobro do tamanho real de uma segunda configuração, mostrando em particular uma caixa cilíndrica com um conjunto de díodo laser duplo. A figura 8 é uma vista em corte elevada com o dobro do tamanho real através de parte de uma terceira configuração, mostrando em particular uma caixa cilíndrica contendo um conjunto de díodo de laser, peso de equilíbrio ajustável e espelho divisor do feixe.

As figuras 9 (a), 9(b), 9(c), 9 (d) e 9(e) mostram, respectivamente, vistas de frente, por baixo, do lado direito, de trás e de ampliação parcial de uma caixa de transporte/pega de extensão para permitir a operação de mãos livres da ferramenta.

As figuras 10(a), 10(b), 10(c) e 10(d)mostram, respectivamente, vistas de frente, por baixo, do lado direito e de trás de uma caixa de transporte/pega de extensão em diferentes combinações com a ferramenta ilustrada na Figura 10(e) que é uma ligeira modificação da ferramenta da Figura l(a).

As figuras 11(a), 11(b) e 11(c) correspondem às Figuras 10(a), 10(b) e 10(c), mas mostram um acessório adequado para melhorar a versatilidade da ferramenta, permitindo que seja 10 usada para proporcionar uma linha de referência visível como extensão de uma superfície, (ou substancialmente horizontal/vertical, ou ao longo do mesmo plano que a superfície de origem), e enquanto ferramenta para proporcionar uma linha de referência visível a qualquer ângulo sobre qualquer plano.

As figuras 12(a), 12(b) e 12(c) mostram, respectivamente, vistas de frente, lado e baixo de um acessório de marcação para condições de luz ambiente muito forte. A figura 13 é uma vista em tamanho real de uma quarta configuração, em que o conjunto cilíndrico é rotativo, em torno de um eixo, relativamente à caixa.

As figuras 14(a), 14 (b) e 14(c) correspondem às Figuras 2(a), 2(b) e 2(c), mas mostram a quarta configuração.

As figuras 15, 16 e 17 correspondem às Figuras 3, 4 e 6 mas são vistas uma vez e meia maiores que o tamanho real da quarta configuração.

As figuras 18(a), 18 (b) e 18(c) são, respectivamente, vistas em tamanho real de frente (aberto), frente (fechado) e do lado direito (aberto) de uma quinta configuração, em que a ferramenta pode rodar em torno de um eixo relativamente a um estojo.

As figuras 19 e 20 são, respectivamente, vistas em corte uma vez e meia maiores que o tamanho real através das Figuras 18(a) e 18(c) .

As figuras 21(a), 21(b) e 21 (c) mostram, respectivamente, vistas em corte de tamanho real de frente, de baixo e do lado direito de uma sexta configuração de uma ferramenta de alinhamento com luz de laser conforme a presente invenção. 11

Em todos os desenhos anexos, componentes iguais são identificados por números de referência iguais.

Uma ferramenta de alinhamento de referência 100 da invenção está ilustrada na generalidade nas Figs. 1 e 2, e em detalhe nas Figs. 3 a 6, e inclui a caixa 200 e o conjunto cilíndrico 300 fabricado de material não condutor de electricidade. A caixa 200 tem o compartimento de baterias 202 contendo baterias 208, tampa frontal 201 e tampa traseira 209. À tampa frontal 201 estão ligados um interruptor de ligar/desligar 203 para interromper a alimentação eléctrica das baterias 208 e um dispositivo de bloqueio 204 gue, guando activado, impede a caixa cilíndrica 301 de ser rodada por encaixe na porção recortada 304 da caixa cilíndrica 301.

Também ligada à tampa frontal 201 está uma faixa de metal condutora de electricidade 205. Um extremo desta faixa está ligada electricamente a um pólo das baterias 208 através de fios 207 e do interruptor 203. O outro extremo da faixa 205 contém o parafuso roscado 206. Este parafuso roscado é pontiagudo numa extremidade. Esta ponta encaixa numa depressão cónica no disco de metal 305 que está montado no conjunto cilíndrico 300.

Na tampa traseira 209 existe uma faixa similar 211, fio 210 e parafuso pontiagudo roscado 212 que encaixa no disco 306. Quando ajustados para a tensão correcta, os parafusos 206 e 212 encaixam nos discos 305 e 306, no conjunto cilíndrico 300, de tal forma a que é fornecida electricidade ao conjunto cilíndrico 300, permitindo que o conjunto cilíndrico 300 rode livremente. A ranhura 213 é providenciada no fundo do caixa 200 para o fim descrito em seguida. O conjunto cilíndrico 300 inclui a caixa cilíndrica 301 (primeiro caixa) e caixa cilíndrica 302 (segundo caixa) ligadas 12 axialmente por um rebite 312. A fricção entre as caixa cilíndricas 301 e 302 impede-as de rodar relativamente uma à outra, mas esta fricção pode ser ultrapassada com pressão dos dedos, permitindo que as caixas cilíndricas 301 e 302 sejam rodadas relativamente uma à outra e que mantenham essa posição relativa. A caixa cilíndrica 301 tem uma tampa frontal 303 na qual está montado o disco de metal 305. Contidos na caixa cilíndrica 301 estão o peso excêntrico 307 com pino de equilíbrio de precisão ajustável 311, e o fio 308 que leva electricidade do disco 305 para o rebite 312. Quando o dispositivo de bloqueio 204 é libertado, a caixa cilíndrica 301 é rodada pelo efeito da gravidade sobre o peso 307 e a pino 311. A caixa cilíndrica 302 tem uma tampa traseira 303' na qual são transportados os marcadores de alinhamento 320 e 321, e na qual está montado o disco de metal 306. Contidos na caixa cilíndrica 302 estão o díodo de laser 314, os circuitos associados 313, ópticas 316 e 319, peso de equilíbrio 310 com pino de equilíbrio ajustável 311', e fios 309 a ligar electricamente os circuitos do díodo de laser 313 ao rebite 312 e disco 306. O díodo de laser 314 no suporte roscado em forma de barril 315 está montado radialmente num caixa cilíndrica 302. Um feixe de luz visível é gerado pelo díodo de laser 314. Este feixe divergente é colimado pela lente de colimação 316 montada no suporte roscado em forma de barril ajustável 317 e o resultante feixe paralelo de luz é levado a divergir apenas no plano em geral horizontal pela lente geradora de linha 319, que está montada no suporte da lente 318. Com a tampa traseira 209 mantida contra, ou muito próxima e em geral paralela a, uma superfície em 13 geral vertical e plana, este feixe pode ser visível sobre essa superfície como uma linha de luz. Ao rodar a caixa cilíndrica 302 relativamente à caixa cilíndrica 301, e alinhando o marcador 320, indicando o centro da lente geradora da linha 319 com marcações na caixa cilíndrica 301, indicando o ângulo pretendido para além da horizontal, uma linha de alinhamento de luz visível pode ser projectada em geral ao longo do plano horizontal, ou ao longo de qualquer ângulo escolhido para além da horizontal. O marcador de alinhamento 320 e o marcador de alinhamento traseiro 321 indicam o eixo ao longo do qual o feixe de luz será projectado. De forma similar, quando dois pontos numa superfície em geral vertical são iluminados pela linha de luz projectada, o ângulo entre eles, relativamente à horizontal, em geral, pode ser determinado lendo a escala de graus no exterior da caixa cilíndrica 301. A Fig. 7 mostra uma configuração alternativa da invenção. Excepto os componentes contidos na caixa cilíndrica 302a, que substitui a caixa cilíndrica 302, a ferramenta é idêntica à configuração da invenção descrita como ferramenta 100.

Na Fig. 7, um par de díodos de laser 314, em suportes roscados em forma barril 315, são montados radialmente na caixa cilíndrica 302a. Os circuitos de controlo 313 são ligados aos díodos de laser 314 através de fios de ligação 324. Os pesos de equilíbrio 310 e os pinos de equilíbrio de precisão ajustáveis 311 foram omitidos por motivos de clareza. Os feixes de luz visíveis são gerados por díodos de laser 314. Estes feixes divergentes são colimados por lentes de colimação 316 montadas em suportes ajustáveis roscados em forma de barril 317 e os resultantes feixes de luz paralelos são projectados através de lentes simples 322 que são montadas em suportes de lente 318. 14

Quando esta ferramenta alternativa é mantida geralmente na vertical, dois pontos de luz serão projectados radialmente ao longo da horizontal ou, rodando cilindricamente a caixa 302a relativamente à caixa cilíndrica 301, como descrito em detalhe acima, a qualquer ângulo predefinido para além da horizontal.

De forma similar, quando dois pontos marcados são iluminados pelos pontos de luz projectados, o ângulo entre eles, relativamente à horizontal, em geral, pode ser determinado lendo a escala de graus no exterior da caixa cilíndrica 301. A Fig. 8 mostra uma configuração alternativa à mostrada na Fig. 7. Um díodo de laser 314, num suporte roscado em forma de barril 315 é montado radialmente numa caixa cilíndrica 302b. Um feixe visível de luz é gerado pelo díodo de laser 314. Este feixe divergente é colimado pela lente de colimação 316 montada no suporte roscado ajustável em forma de barril 317 e o resultante feixe de luz paralelo é dirigido para o centro da caixa cilíndrica 302b, onde é dividido pelo espelho em ângulo recto 323. Os pontos de luz são projectados da ferramenta tal como descrito em detalhe acima.

As Figs. 9 e 10 mostram uma caixa adequada para transportar a ferramenta e ligá-la por diversos meios a uma superfície substancialmente vertical, permitindo assim a operação de mãos livres no alcance da ferramenta. A caixa 400 é aberta numa das extremidades. A aresta elevada 402 encaixa na ranhura 213, garantindo assim que a ferramenta 100 da presente invenção só pode ser fixada na caixa 400 de duas formas. Para transporte e armazenamento, o conjunto cilíndrico 300 entra primeiro na caixa 400. Para a operação da ferramenta, a caixa 200 entra primeiro na caixa 400. A secção recortada 406 na caixa 400 permite a operação do interruptor 203 e o dispositivo de bloqueio 204. As ranhuras 15 403 e 404 na traseira da caixa 400 permitem que o caixa e a ferramenta sejam ligados a uma superfície em geral vertical. Podem ser empregues vários meios 405. Estes podem incluir fixações do tipo pino, ou ventosas ou imanes, conforme o tipo de superfície. Quando ligado por meio da ranhura 403, o dispositivo de fixação estará geralmente no eixo do conjunto cilíndrico 300, assim permitindo a fácil e exacta marcação com mãos livres, até ao limite do alcance da ferramenta. A ranhura 404 pode ser usada para conseguir um fio-de-prumo sem mãos. Os rebites elevados 401 encaixam nas depressões 407 no exterior da ferramenta, para manter a ferramenta e a caixa juntos. A Fig. 11 mostra um acessório adequado para melhorar a versatilidade da ferramenta, permitindo que seja usada para proporcionar uma linha de referência visível como extensão de uma superfície, ou substancialmente horizontal/vertical, ou ao longo do mesmo plano que a superfície de origem, e enquanto ferramenta para proporcionar uma linha de referência visível a qualquer ângulo sobre qualquer plano. A caixa 500 é aberta nas duas extremidades, permitindo assim que uma ferramenta 100 da presente invenção seja montada para operação com a mão direita ou esquerda. A ferramenta e o caixa encaixam um no outro da forma descrita acima. Relativamente à Fig. 11, quando a caixa 500 é colocada num corpo 502 a ser referenciado, o feixe de luz projectado será em geral no mesmo plano que a superfície 501 na qual está colocada uma superfície de encosto exterior da ferramenta. Quando o conjunto cilíndrico 300 está bloqueado na posição de zero graus, o feixe de luz projectado estará em geral no mesmo plano que a superfície a ser referenciada. Quaisquer desvios na superfície a ser referenciada serão assim realçados. Quando bloqueado, com o caixa cilíndrico 302 rodado além da marca 16 de zero graus, as linhas de referência de qualquer ângulo predefinido podem assim ser projectadas em qualquer plano. Assim, por exemplo, pode ser obtida uma forma simples e exacta de marcar materiais em folha. A Fig. 12 mostra uma ferramenta auxiliar para proporcionar um meio de ultrapassar o efeito obscurante da luz ambiente forte. Um pequeno clipe 600 é preso a um lápis ou caneta 601. Ao longo do centro da face do clipe 600 está uma linha branca marcada claramente 602. Quando colocada no caminho do feixe de luz projectado da ferramenta 100, a luz vermelha do laser irá mostrar claramente contra a linha branca 602 do clipe 600. Mesmo que a luz ambiente seja muito forte, as extensões laterais e superiores 603 do clipe 600 mantêm a linha 602 na sombra, aumentando assim o contraste e visibilidade do feixe de luz projectado. Embora o clipe 600 não seja necessário na maioria das condições de trabalho, é tão pequeno e leve que pode ser facilmente incluído no conjunto de ferramentas como um dado adquirido.

As Figs. 13 a 17 mostram uma quarta configuração em que, além da caixa 200 e conjunto cilíndrico 300, existe um conjunto pendular intermédio 360. A caixa 200 tem o compartimento de baterias 202 contendo baterias 208, tampa frontal 201 e tampa traseira 209.

Também ligado à tampa frontal 201 está um interruptor de ligar/desligar 203 para interromper a alimentação eléctrica das baterias 208. Também está ligada à tampa frontal 201 uma faixa de metal condutora de electricidade 205. Um extremo desta faixa está ligado electricamente a um polo das baterias 208, através de fios 207 e do interruptor 203. 0 outro extremo da faixa 205 contém o parafuso roscado 206. Este parafuso roscado é pontiagudo numa 17 extremidade. Este ponto encaixa numa depressão cónica no disco de metal 305 que está montado no conjunto pendular 360.

Na tampa traseira 209 existe uma faixa similar 211, fio 210 e parafuso pontiagudo roscado 212 que encaixa no disco 306 montado no conjunto pendular 360. O conjunto pendular 360 inclui placas de cobertura frontal e traseira não condutoras de electricidade 350 e 352 ligadas a faixas de metal 351 e 353, ligadas a discos de metal 305 e 306 separados por um espaçador não condutor de electricidade 354.

Os rebites 312 ligam o conjunto cilíndrico 300 física e electricamente ao conjunto pendular 360. A fricção impede o conjunto cilíndrico 300 de rodar livremente, mas esta fricção pode ser ultrapassada com a pressão dos dedos, permitindo assim que o conjunto cilíndrico 300 seja rodado para um ângulo predefinido relativo ao conjunto pendular 360. As marcações no exterior do invólucro cilíndrico 302 permitem que o grau predefinido de rotação do conjunto cilíndrico 300, relativo à, em geral, horizontal, seja visto através da janela recortada 215 no conjunto pendular 360.

Quando ajustados para a tensão correcta, os parafusos 206 e 212 encaixam com os discos 305 e 306 de tal forma que a electricidade é fornecida ao conjunto cilíndrico 300 através de faixas de metal 351 e 353 e rebites 312, permitindo que o conjunto pendular 360 rode livremente em torno dos parafusos 206 e 212. O conjunto cilíndrico 300 inclui o invólucro cilíndrico 302 e uma tampa traseira 303'. Contidos no invólucro cilíndrico 302 estão o díodo de laser 314, os circuitos associados 313, ópticas 316 e 319, peso de equilíbrio 310 com pino de equilíbrio ajustável 311', fios 309 que ligam electricamente os circuitos do 18 díodo de laser 313 aos rebites 312, e finalmente dois pesos equilibrados 307. Estes pesos dão massa ao conjunto cilíndrico 300, montado no extremo do conjunto pendular 360, permitindo ao conjunto pendular 360 alinhar-se gravitacionalmente com, em geral, a vertical. São necessários dois pesos, bem como um peso de equilíbrio 310 e um pino de equilíbrio de precisão 311', para que o conjunto cilíndrico 300 esteja, em geral, em equilíbrio em torno do seu eixo. Assim, quando o conjunto cilíndrico 300 é rodado manualmente para um ângulo predefinido, não é introduzida qualquer desvio que possa afastar o conjunto pendular 360 da vertical, na generalidade. O díodo de laser 314 no suporte roscado em forma de barril 315 está montado radialmente num invólucro cilíndrico 302. Um feixe de luz visível é gerado pelo díodo de laser 314. Este feixe divergente é colimado pela lente de colimação 316 montada no suporte roscado em forma de barril ajustável 317 e o resultante feixe paralelo de luz é levado a divergir apenas no plano em geral horizontal pela lente geradora de linha 319, que está montada no suporte da lente 318. Com a tampa traseira 209 mantida contra, ou muito próxima e em geral paralela a, uma superfície em geral vertical e plana, este feixe pode ser visível sobre essa superfície como uma linha de luz. Ao rodar o conjunto cilíndrico 300 relativamente ao conjunto pendular 360, e alinhando as marcações no exterior do invólucro 302 com as marcações na janela recortada 215 do conjunto pendular 360, indicando o ângulo pretendido para além da horizontal, uma linha de referência de luz visível pode ser projectada em geral ao longo do plano horizontal, ou ao longo de qualquer ângulo escolhido para além da horizontal. De forma similar, quando dois pontos numa superfície, em geral vertical, são iluminados pela linha de luz projectada, o 19 ângulo entre eles, relativamente à horizontal, em geral, pode ser determinado lendo a escala de graus no exterior do caixa cilíndrico 302.

As Figs. 18 a 20 mostram uma quinta configuração que difere da quarta configuração principalmente porque aqui a caixa 200 serve de pêndulo como resultado de poder ser rodada em torno de um eixo relativamente ao estojo/pega 700. 0 estojo/pega 700 tem uma placa frontal 701 e uma placa traseira 702 ligada rigidamente a um extremo. No outro extremo estão colocados parafusos pontiagudos, roscados 206 e 212. As pontas desses parafusos encaixam nas depressões cónicas nos discos de metal 305 e 306. A caixa 200 tem o compartimento de baterias 202 contendo baterias 208, peso 307 e pino de equilíbrio de precisão 311, tampa frontal 350 e tampa traseira 352.

Também ligado à tampa frontal 350 está um interruptor de ligar/desligar 203 para interromper a alimentação de electricidade das baterias 208. Também está ligada à tampa frontal 350 uma faixa de metal condutora de electricidade 205. Um extremo desta faixa está ligada electricamente a um pólo das baterias 208, através de fios 207 e do interruptor 203. O outro extremo da faixa 205 está ligado ao disco de metal 305 e ao rebite de metal 312.

Na tampa traseira 352 existe uma faixa similar 211, fio 210, disco 306 e rebite 312.

Os rebites 312 ligam o conjunto cilíndrico 300 física e electricamente à caixa 200. A fricção impede o conjunto cilíndrico 300 de rodar livremente relativamente à caixa 200, mas esta fricção pode ser ultrapassada com a pressão dos dedos, permitindo assim que o conjunto cilíndrico 300 seja rodado para 20 um ângulo predefinido relativo à caixa 200. As marcações no exterior do invólucro cilíndrico 302 permitem que o grau predefinido de rotação do conjunto cilíndrico 300, relativo à, em geral, horizontal, seja visto através da janela recordada 214 na caixa 200 .

Quando ajustados com as tensões correctas, os parafusos 206 e 212 encaixam nos discos 305 e 306 de tal forma a que a caixa 200 e o conjunto cilíndrico 300 possam rodar livremente em torno dos parafusos 206 e 212. Isto permite que a caixa 200 se alinhe gravitacionalmente com, na generalidade, a vertical. Como o conjunto cilíndrico 300 está friccionalmente ligado à caixa 200, este alinhamento, em geral, vertical também roda o conjunto cilíndrico 300 em torno do seu eixo. Qualquer desequilíbrio na caixa 200 pode ser rectificado pelo ajuste do pino de equilíbrio de precisão 311. 0 conjunto cilíndrico 300 inclui o invólucro cilíndrico 302 e uma tampa traseira 303'. Contidos dentro do invólucro cilíndrico 302 estão o díodo de laser 314 ligado electricamente por fios 324 aos seus circuitos associados 313, ópticas 316 e 319 e fios 309 a ligar electricamente os circuitos do díodo de laser 313 aos rebites 312. 0 díodo de laser 314 no suporte roscado em forma de barril 315 está montado radialmente num invólucro cilíndrico 302. Um feixe de luz visível é gerado pelo díodo de laser 314. Este feixe divergente é colimado pela lente de colimação 316 montada no suporte roscado em forma de barril ajustável 317 e o resultante feixe paralelo de luz é levado a divergir apenas no plano em geral horizontal pela lente geradora de linha 319, que está montada no suporte da lente 318. Com a tampa traseira 702 mantida contra, ou muito próxima e em geral paralela a, uma superfície em 21 geral vertical e plana, este feixe pode ser visível sobre essa superfície como uma linha de luz. Ao rodar o conjunto cilíndrico 300 relativamente à caixa 200, e alinhando as marcações no exterior do invólucro cilíndrico 302 com as marcações na janela recortada 214, da caixa 200, indicando o ângulo pretendido para além da horizontal, uma linha de referência de luz visível pode ser projectada em geral ao longo do plano horizontal, ou ao longo de qualquer ângulo escolhido para além da horizontal. De forma similar, quando dois pontos numa superfície em geral vertical são iluminados pela linha de luz projectada, o ângulo entre eles, relativamente à horizontal, em geral, pode ser determinado lendo a escala de graus no exterior do invólucro cilíndrico 302. A Fig. 21 mostra uma sexta configuração na forma de ferramenta de alinhamento portátil particularmente adequada para nivelamento, prumo, alinhamento e projecção de linhas de referência sobre uma superfície em geral plana. 0 conjunto cilíndrico 300 está montado numa caixa de suporte 700 de secção oca rectangular e está fechado num extremo da ferramenta por uma janela transparente curva 705 que pode ser um encaixe de fricção com a caixa.

No outro extremo da ferramenta estão três janelas transparentes 710 e 720. Estas janelas têm marcações paralelas às superfícies superior e inferior da ferramenta. Quando as duas metades do conjunto cilíndrico 300 estão dispostas de tal forma a que a linha de luz de laser seja transmitida através do corpo da ferramenta, a linha projectada através das janelas 710 e 720 mostrará o alinhamento do corpo da ferramenta com o ângulo predefinido. 22 0 conjunto cilíndrico 300 é similar ao ilustrado nas Figuras 2a, 2b e 2c, mas o peso excêntrico 307 usado anteriormente foi substituído por baterias 208.

Além disso, os parafusos pontiagudos 206, 212 usados anteriormente foram substituídos por um conjunto de suspensão magnetizada incluindo uma vareta axial magnetizada 730, cujos extremos são mantidos suspensos magneticamente nos invólucros 740 de polaridade similar.

Assim, em cada extremo da vareta, o invólucro e o extremo da vareta repelem-se e o conjunto cilíndrico 300 pode alinhar-se gravitacionalmente sem erro introduzido pela fricção nos extremos da vareta.

Um interruptor de proximidade pode ser usado para interromper o fluxo eléctrico das baterias para o díodo de laser.

Assim, além da versatilidade da ferramenta, quando usada em modo de projecção de linha, a funcionalidade de um nível de bolha tradicional pode ser imitada, mas com maior exactidão, visibilidade e facilidade de utilização.

Lisboa, 10 de Janeiro de 2008 23

Claims (22)

1. REIVINVDICAÇOES 1. Uma ferramenta de alinhamento a luz de laser (100) incluindo uma caixa (200), contendo a caixa no seu interior: um laser (314) para emitir um feixe laser visivel; dispositivo de alimentação portátil (208) para alimentar o laser; e meio direccional que reage à gravidade (300, 307) para estabelecer uma direcção do plano de referência para o laser; sendo a ferramenta caracterizada por um meio óptico (319) disposto de modo que o feixe laser visivel seja emitido como um feixe divergente num plano único; e a caixa incluindo uma superficie exterior (209) para colocação contra uma superficie em geral vertical, a superficie externa sendo disposta relativamente ao meio óptico (319) de modo que, quando em utilização, o feixe divergente bata na superficie em geral vertical de modo que uma linha de luz seja projectada sobre a superficie em geral vertical, na direcção do plano de referência ou num ângulo predefinido relativamente à direcção do plano de referência.
2. 2. Uma ferramenta de alinhamento a luz de laser, de acordo com a reivindicação N°.l, caracterizada por um meio de controlo (302) ser fornecido para permitir que o laser seja movido de forma controlada de modo a que o feixe laser visivel seja emitido numa direcção controlada relativamente à dita direcção do plano de referência.
3. 3. Uma ferramenta de alinhamento a luz de laser, de acordo com a reivindicação N°.2, caracterizada por o meio de controlo (302) se basear na fricção. 1
4. 4. Uma ferramenta de alinhamento a luz de laser, de acordo com a reivindicação N°.3, caracterizada por a fricção ser ajustável.
5. 5. Uma ferramenta de alinhamento a luz de laser, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada por o laser (319) incluir um ou mais diodos de laser (314) e o meio de alimentação portátil incluir uma ou mais baterias (208).
6. 6. Uma ferramenta de alinhamento a luz de laser, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada dois feixes de laser visíveis serem produzidos direccionados ao longo da mesma linha, mas em direcções opostas.
7. 7. Uma ferramenta de alinhamento a luz de laser, de acordo com qualquer uma das reivindicações de N°.1 a N°.6, caracterizada por o laser (314) estar contido num primeiro invólucro cilíndrico (302), e o meio direccional que reage à gravidade (307) estar contido num segundo invólucro cilíndrico (301), estando os primeiro e segundo invólucros cilíndricos referidos axialmente fixos um ao outro de forma a permitir a rotação entre eles.
8. 8. Uma ferramenta de alinhamento a luz laser, de acordo com a reivindicação N°.7, caracterizada por um peso ajustável (307, 311) estar contido no primeiro invólucro cilíndrico referido para permitir que o primeiro invólucro cilíndrico referido e o seu conteúdo sejam mantidos substancialmente em equilíbrio em torno do seu eixo.
9. 9. Uma ferramenta de alinhamento a luz de laser, de acordo com a reivindicação N°.7 ou N°. 8, caracterizada por um dispositivo de bloqueio mecânico (204) ser fornecido para permitir que o segundo invólucro cilíndrico referido (301) e o seu conteúdo sejam imobilizados. 2
10. 10. Uma ferramenta de alinhamento a luz de laser, de acordo com qualquer uma das reivindicações N°. 7 a N°.9, caracterizada por o laser, o meio de alimentação portátil (208) e o meio direccional que reage à gravidade (300, 307) poderem ser inseridos no interior de uma caixa de contenção (400).
11. 11. Uma ferramenta de alinhamento a luz de laser, de acordo com a reivindicação N°.10, caracterizada por a caixa de contenção (400) incluir uma superfície de encosto exterior (406), colocada substancialmente no plano do feixe laser visível.
12. 12. Uma ferramenta de alinhamento a luz de laser, de acordo com qualquer uma das reivindicações N°. 1 a N°.6, caracterizada por o laser (314) estar contido num invólucro cilíndrico (302) que está montado rotativamente no extremo de um conjunto alongado pendular com o outro extremo do conjunto alongado pendular montado rotativamente numa caixa de contenção (400).
13. 13. Uma ferramenta de alinhamento a luz de laser, de acordo com qualquer uma das reivindicações N° . 1 a N°.6, caracterizada por o laser (314) estar contido num invólucro cilíndrico (302) que está montado rotativamente no extremo de um conjunto alongado pendular com o referido extremo do conjunto alongado pendular também montado rotativamente numa caixa de contenção.
14. 14. Uma ferramenta de alinhamento a luz de laser, de acordo com qualquer uma das reivindicações N°.1 a N°.8, caracterizada por o meio direccional, que reage à gravidade (300), incluir o meio de alimentação portátil (208).
15. 15. Uma ferramenta de alinhamento a luz de laser, de acordo com a reivindicação N°.9 e a reivindicação N°.14, caracterizada por os referidos primeiro (302) e segundo (301) invólucros cilíndricos estarem montados rotativamente num extremo da caixa de contenção. 3
16. 16. Uma ferramenta de alinhamento a luz de laser, de acordo com a reivindicação N°.15, caracterizada por os referidos primeiro (302) e segundo (301) invólucros cilíndricos estarem montados rotativamente na caixa de contenção (700), através de um conjunto de suspensão magnetizada.
17. 17. Uma ferramenta de alinhamento a luz de laser, de acordo com a reivindicação N°.15 ou N°.16, caracterizada por acesso ao primeiro e segundo caixas cilíndricos referidos ser feito através de uma janela transparente curva (720) que é um encaixe de fricção com a caixa de contenção (700).
18. 18. Uma ferramenta de alinhamento a luz de laser, de acordo com qualquer uma das reivindicações N°.15 a N°.17, caracterizada por o outro extremo da caixa de contenção (700) ter várias janelas translúcidas (710, 720) com marcações paralelas.
19. 19. Uma ferramenta de alinhamento a luz de laser, de acordo com a reivindicação N°.18, caracterizada por existirem três janelas translúcidas (710, 720) dispostas respectivamente no outro extremo referido e em dois lados da caixa de contenção.
20. 20. Uma ferramenta de alinhamento a luz de laser, de acordo com a reivindicação N°.l, caracterizada por conter também um dispositivo de bloqueio (204) para permitir que o meio direccional que reage à gravidade (300) seja imobilizado.
21. 21. Uma ferramenta de alinhamento a luz de laser, de acordo com a reivindicação N°.l, caracterizada por conter também um orifício (403, 404) na caixa para permitir que a ferramenta seja fixa a uma superfície em geral vertical.
22. 22. Uma ferramenta de alinhamento a luz de laser, de acordo com a reivindicação N°.1, caracterizada por conter ainda fixações do tipo pino, ventosas ou imanes, dispostos no caixa para 4 permitir que a ferramenta seja fixada a uma superfície em geral vertical. Lisboa, 10 de Janeiro de 2008 5