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Die Erfindung betrifft einen Spielzeugbaukasten, bestehend aus zweiteiligen Bauelementen, welche scharnierartig miteinander verbunden sind und wobei jedes Bauelement Druckknopfverbindungen aufweist, wobei die einzelnen Bauelemente im Bereich der Druckknopfverbindungen beliebig hoch stapelbar sind und jede Druckknopfverbindung aus einem Zapfen und einer Aufnahmebohrung besteht
Es sind bereits Elemente bekannt, z. B. Gliederkettensysteme, wo jedes Element im Winkel zueinander stehende Drehachsen aufweist. Diese Elemente sind jedoch nicht stapelbar und weisen nur einen beschränkten Schwenkwinkel an den einzelnen Verbindungspunkten auf. Es gibt ferner zweiteilige Bauelemente, welche scharnierartig verbunden und auch stapelbar sind, an den Verbindungsstellen aber nur einen beschränkten Schwenkwinkel aufweisen.
Es sind weiters Druckknopfverbindungen an Spielzeugbauteilen bekannt, welche wohl beliebige Stapelung ermöglichen, aber ebenfalls eine beschränkte Schwenkbarkeit um die Verbindungsachsen aufweisen und daher keine grossen Konstruktionsmöglichkeiten zulassen.
Um nun die Nachteile der bekannten Ausführungsformen zu umgehen, schlägt die Erfindung einen Spielzeugbaukasten vor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass jedes Bauelement um die Achse der Druckknopfverbindungen um 3600 drehbar ist. Dadurch ist es möglich, einen Spielzeugbaukasten zu schaffen, welcher sowohl ebene als auch räumliche Konstruktionen ermöglicht, wobei die fertige ebene Konstruktion, in eine räumliche, durch Bewegen der Einzelelemente der Gesamtkonstruktion überführbar ist, wobei sich alle Elemente gleichzeitig in einem bestimmten, kinematischen Verhältnis zueinander bewegen. Da nun die Achsen der Druckknopfverbindungen und die Scharnierachse erfindungsgemäss auch windschief zueinander stehen können, ergeben sich Bauformen und Bewegungsmöglichkeiten, welche bisher bekannten Spielzeugbaukästen vorenthalten waren.
Durch die Drehbarkeit der einzelnen Bauelemente um 3600 zueinander müssen die Bauformen - um diese umzuordnen-nicht vollständig zerlegt werden.
Um nun grössere Konstruktionen bauen zu können, ist es erforderlich, dass an den Verbindungspunkten beliebig viele Elemente drehbar in der gleichen Achse angeschlossen werden können, d. h. die Elemente stapelbar sind und jedes Element in jedem Winkel anfügbar ist. Somit weist jedes Bauelement drei Vebindungsstellen auf. Einmal eine schamierarige Verbindung von je zwei Grundelementen zum eigentlichen Bauelement, welche Verbindung jedoch auch durch eine biegsame Dünnstelle im Material erfolgen kann, bzw. die Verbindung durch Einsetzen od. Aufkleben von biegsamen Material an beiden Grundelementen hergestellt werden kann (Filmscharnier), und zweitens die mindestens an beiden Enden der Bauelemente angeordneten Verbindungsstellen für die einzelnen Bauelemente miteinander, welche einen Drehbereich von 360 an den Verbindungsstellen ermöglichen.
Diese Verbindungsstellen werden als Druckknopfverbindungen ausgeführt.
Jedes Bauelement besteht aus zwei Grundelementen, welche scharnierartig, im allgemeinen nicht trennbar verbunden sind. Ein Bauelement besitzt somit drei Schwenk-bzw. Drehachsen : Zwei Drehachsen, welche in einer Ebene liegen und zu den aussenliegenden Druckknopfverbindungen gehören und eine Schwenkachse, welche die Verbindungsstelle der beiden Grundelemente zu einem Bauelement darstellt (Scharnierachse) und welche in einem Winkel zur Ebene der beiden Drehachsen der Druckknopfverbindungen steht. Vorzugsweise wird die Scharnierachse im rechten Winkel zur Ebene der beiden Drehachsen stehen, die Achsen der Druckknopfverbindungen und die Scharnierachse können jedoch auch windschief zueinander stehen.
Die scharnierartige Verbindung von zwei Grundelementen zu einem knickbaren Bauelement ist so ausgebildet, dass deren grösste Dicke die Dicke der Grundelemente nicht überschreitet, da sonst die Stapelbarkeit gestört wäre. Als weitere wichtige Eigenschaft der Bauelemente sei hervorgehoben, dass deren Querschnitt prismatisch ist, wobei aber deren Dicke nur einen Bruchteil der Breite ausmacht (wobei als Breite die Richtung der Scharnierachse gemeint ist), da bei dickeren Elementen z. B. mit quadratischem od. zylindrischem Querschnitt beim Stapeln durch die zu grosse Höhenveränderung in der Achse der Druckknopfverbindungen die Längenverhältnisse nicht mehr stimmen würden.
Zur näheren Beschreibung des Erfindungsgegenstandes sollen nun einige beispielsweisen Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes zeichnerisch dargestellt werden. Fig. l zeigt ein Grundelement (1), Fig. 2 dessen Grundriss.
Wie zu erkennen, besteht jede Druckknopfverbindung (2) aus einem kegelstumpfförmigen Zapfen (4) und einer Aufnahmebohrung (5) in einer Achse liegend. Durch das Einschnappen des Zapfens (4) in die Aufnahmebohrung (5) bleibt die Drehmöglichkeit um 3600 erhalten. Fig. 3 zeigt mehrere Grundelemente (1) aufeinander gestapelt, wobei ersichtlich wird, dass sich die einzelnen Elemente entlang der gesamten Länge mindestens in einer Position berühren. Fig. 4 zeigt die Verbindung von zwei Grundelementen (1) zu einem Bauelement (6). Die Scharnierkonstruktion (3) ist so gestaltet, dass zwei Grundelemente (1) zu einem Bauelement (6) zusammensetzbar sind.
Dazu wird die Verzahnung des Scharnieres so gewählt, dass zu einer Symmetrieachse in Längsrichtung der Elemente (1) betrachtet die Ausnehmungen genau spiegelverkehrt ausgeführt sind, d. h. dort, wo auf der einen Seite in bezug auf die Symmetrieachse eine Ausnehmung ist, befindet sich auf der gegenüberliegenden Seite das Vollmaterial. Fig. 5 zeigt eine Schamierverbindung (8), wo das Bauelement (6) in der Mitte eine Dünnstelle aufweist, wobei das Material (vornehmlich aus Kunststoff) leicht biegsam ist. Fig. 6 zeigt eine Ausführung, bei welcher die scharnierartige Verbindung durch Eingiessen
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kreuzförmigen Einstich (4b) im Zapfen (4) erreichbar, wie in Fig. 8 dargestellt.
Fig. 9 zeigt die Verbindung von drei Bauelementen (6) zu einem Basisdreieckverband, welcher als Gesamtelement exakt kinematisch bestimmt beweglich ist. Ab vier zu einem Verband gebildeten Bauelementen (6) ist eine bestimmte Bewegung nicht mehr gegeben.
Die folgenden Figuren zeigen abweichend vom rein prismatischen Element verschiedene Ausführungen : Fig. 10 zeigt ein dreieckiges Grundelement (1) mit Scharnier (3) und Druckknopfverbindung (2). Beim Zusammensetzen können, wie in Fig. 11 ersichtlich, mit dieser Ausführung geschlossene Flächen gebildet werden. Fig. 12 zeigt ein ellipsenförmiges Grundelement (1). Fig. 13 zeigt ein Bauelement (6), welches aus halbellipsenförmigen Grundelementen (1) zusammengesetzt ist. Fig. 14 zeigt ein kreisförmiges Grundelement (1). Fig. 15 ein kreisförmiges Bauelement (6) mit zwei gegenüberliegenden Druckknopfverbindungen (2) und einem Verbindungsschamier (3) mit der Länge des Kreisdurchmessers.
Fig. 16 zeigt ein Grundelement (1), mit einem Scharnier (3), dessen Achse abweichend vom rechten Winkel zur Längsachse des Bauelementes (6) ausgeführt ist. Fig. 17 zeigt ein Bauelement (6), welches zwei verschieden lange Grundelemente (1, la) aufweist. Fig. 18 zeigt die gleiche Ausführung mit schräg gestellter Scharnierverbindung (3). Fig. 19 zeigt eine Verbindung von drei Bauelementen (6), welche kreisbogenförmig ausgebildet sind. Fig. 20 eine ähnliche Verbindung mit Bauelementen (6) zu einem Gleichdick. Fig. 21 zeigt abweichend von der ebenen Form der Grundelemente (1), ein räumlich gekrümmtes Grundelement (1) und Fig. 22 ein z. B. um 900 abgewinkeltes Element (1).
Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind nun auch darüberhinaus noch verschiedene Ausführungsformen möglich. Z. B. können die Druckknopfverbindungen (2) auch aus drehbaren Klettverschlüssen bestehen, wobei jedes Grundelement (1) oben und unten eine drehbare Lagerscheibe mit Klettbelag aufweist. Da die Grundelemente (1) hauptsächlich aus Kunststoffspritzgussteilen bestehen, können in den Bauelementen (6) leicht
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Grundelemente (1) auch untereinander zu einem beliebigen Bauelement (6) kombinierbar sind.