CH691954A5

CH691954A5 - Ein Bausatz mit einem elektrischen Leiter.

Info

Publication number: CH691954A5
Application number: CH00794/97A
Authority: CH
Inventors: Erik Bach; Allan Toft; Kaj Svejstrup Mikkelsen
Original assignee: Lego As
Priority date: 1994-09-29
Filing date: 1995-09-28
Publication date: 2001-12-14
Also published as: JPH10506312A; WO1996009867A1; US5848503A; JP3729855B2; DE19581767T1; AU3518095A; DK112494A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bausatz der im Einführungsteil von Patentanspruch 1 definierten Art.

Bausätze dieser Art sind bekannt; ein Bausatz, aufweisend Bauelemente mit in modularen Massen angeordneten Verbindungsknöpfen auf einer Seite und komplementären Verbindungsmitteln auf der anderen Seite, ist in der Dänischen Patentschrift Nr. 92 683 beschrieben. Die Dänische Patentschrift Nr. 155 205 beschreibt, wie ein elektrischer Leiter eine Verbindung zwischen mehreren elektrischen Elementen im Bausatz herstellen kann. Diese Dänische Patentschrift beschreibt ein spezielles, kurzschlusssicheres Kontaktelement.

Die in diesen Patentschriften beschriebenen Strukturen haben sich in Verbindung mit Bausätzen als sehr zweckmässig erwiesen. Die im Bausatz eingebauten elektrischen Leitungen oder Leiter sind jedoch nur durch die Verwendung von Kontaktelementen, die in der zuletzt genannten Dänischen Patentschrift beschrieben sind, am Bausatz befestigt. Die Leiter, die normalerweise relativ starr sind, stehen oft vom restlichen Bausatz ab. Funktionell ist dies selten ein Problem, andererseits besteht jedoch der Wunsch nach Beseitigung dieser abstehenden Leitungen primär aus ästhetischen Gründen. In einigen Fällen ist es auch erwünscht, die abstehenden Leitungen aus rein technischen Gründen zu beseitgen, da andere Bauelemente sich während des Spiels in den Leitungen verfangen und die elektrische Verbindung unterbrechen könnten.

WO-A-90/09 894 beschreibt einen Bausatz mit einem elektrischen Kabel. Das Kabel kann zwischen zwei Reihen von Verbindungsknöpfen eingepasst werden und hat Einkerbungen, in denen die Leitungsdrähte freiliegen und einen elektrischen Kontakt mit leitenden Verbindungsknöpfen herstellen können.

Entsprechend ist es das Ziel dieser Erfindung, einen Bausatz vorzusehen, bei dem die eingebauten elektri schen Leiter weitgehend an den Strukturen, die mit dem Bausatz gebaut wurden, befestigt sind.

Dieses Ziel wird dadurch erreicht, dass die elektrischen Leiter des Bausatzes mit Querabmessungen konstruiert sind, die etwas grösser sind als der Abstand zwischen zwei Verbindungsknöpfen und dem Leiter mit den elektrisch leitenden Drähten. Der Leiter kann dadurch zwischen den Reihen von Verbindungsknöpfen aufgenommen werden, und seine Elastizität gewährleistet, dass er dort durch Kraftschluss festgehalten wird.

Normalerweise ist der Leiter eine zweiadrige Leitung mit einem Zwischenteil, in dem die Materialstärke in Längsrichtung reduziert ist, z.B. in Form eines sich in Längsrichtung zentral erstreckenden Kanals. Alternativ kann die Reduzierung in Form eines oder mehrerer Längsschlitze oder -mulden vorgesehen sein.

Vorteilhaft kann der Bausatz kastenförmige Elemente mit sich vertikal erstreckenden, offenen Kanälen in den Stirnwänden aufweisen, da der Leiter so bei einer Änderung der Höhe entweder lose oder kraftschlüssig aufgenommen werden kann. Andere kastenförmige Elemente können mit Aussparungen in Bodenteilen von gegenüber liegenden Wänden ausgebildet werden, da das Bauelement dann auf dem Leiter sitzen kann, wenn es mit einem anderen Bauelement verbunden wird, an dem der Leiter befestigt ist. Diese Art von Bauelementen sind vorzugsweise Bauelemente mit einer Breite und Länge von zwei- bzw. einmal dem modularen Mass des Bausatzes, wobei dieses Bauelement kein Innenrohr aufweist, um eine Dreipunkt-Verbindung wie in der Dänischen Patentschrift 92 683 beschrieben zu gewährleisten.

Die Erfindung wird nachfolgend genauer in Verbindung mit bevorzugten Ausführungen und unter Bezugnahme auf die Abbildung erläutert, in der

Fig. 1 eine Endansicht eines per se bekannten Bauelements zur Verwendung in Verbindung mit dem erfindungsgemässen Bausatz ist;
Fig. 2 eine Schnittansicht einer ersten Ausführung eines elektrischen Leiters zur Verwendung im erfindungsgemässen Bausatz ist;
Fig. 3 eine Schnittansicht einer zweiten Ausführung eines elektrischen Leiters zur Verwendung in einem erfindungsgemässen Bausatz ist;
Fig. 4 eine Schnittansicht einer dritten Ausführung eines elektrischen Leiters zur Verwendung in einem erfindungsgemässen Bausatz ist;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer Struktur ist, die mit einem erfindungsgemässen Bausatz gebaut wurde;

Fig. 6 eine Schnittansicht einer vierten Ausführung eines elektrischen Leiters zur Verwendung in einem erfindungsgemässen Bausatz ist;
Fig. 7 eine Schnittansicht einer fünften Ausführung eines elektrischen Leiters zur Verwendung in einem erfindungsgemässen Bausatz ist;
Fig. 8 eine Schnittansicht einer sechsten Ausführung eines elektrischen Leiters zur Verwendung in einem erfindungsgemässen Bausatz ist;
Fig. 9 eine Schnittansicht einer siebten Ausführung eines elektrischen Leiters zur Verwendung in einem erfindungsgemässen Bausatz ist; und
Fig. 10 eine Schnittansicht einer achten Ausführung eines elektrischen Leiters zur Verwendung in einem erfindungsgemässen Bausatz ist.

Fig. 1 zeigt ein Bauelement 1 mit Verbindungsknöpfen 2, und das Bauelement 1 ist von der Art, die z.B. aus der Dänischen Patentschrift Nr. 92 683 bekannt ist. Das Bauelement 1 hat per se bekannte Verbindungsmittel im Boden, die mit den Verbindungsknöpfen 2 auf einem anderen Bauelement (nicht abgebildet) zusammenwirken sollen. Das Bauelement 1 hat ein modulares Mass M, das z.B. durch einen Abstand zwischen den Mittelpunkten von zwei Verbindungsknöpfen 2 definiert sein kann. In der abgebildeten Ausführung hat das Bauelement 1 eine Breite, die exakt zweimal dem modularen Mass M entspricht. Das Bauelement 1 kann z.B. eine Länge haben, die viermal dem modularen Mass M entspricht und dadurch zwei Reihen von je vier Verbindungsknöpfen 2 aufweisen. Der Abstand zwischen zwei Seiten der Verbindungsknöpfe, die einander zugewandt sind, wird durch den Abstand A angegeben.

Fig. 2 zeigt eine erste Ausführung eines erfindungsgemässen elektrischen Leiters, wobei zu sehen ist, dass der Leiter ein zweiadriger Leiter ist. Die Drähte 4a des Leiters sind in Längsrichtung in Kunststoffelemente 3a eingebettet, und es ist zu sehen, dass der Leiter einen Zwischenteil 5a aufweist. Der Leiter ist allgemein mit der Bezugsziffer 7 bezeichnet und durch Strangpressen eines geeigneten Kunststoffmaterials hergestellt. In der in Fig. 2 dargestellten Ausführung hat der Leiter 7 eine Breite, die etwas grösser ist als der Abstand A zwischen den Verbindungsknöpfen 2 auf dem in Fig. 1 abgebildeten Element. Ausserdem ist der Leiter mit einem flexiblen oder elastischen Zwischenteil 5a ausgebildet, sodass der Leiter 7 in Querrichtung zusammengedrückt werden kann.

Wenn der Leiter 7 zwischen den Verbindungsknöpfen 2 auf dem in Fig. 1 abgebildeten Bauelement angeordnet wird, wird der Leiter in Querrichtung zusammengedrückt und durch Kraftschluss mit den Seiten der Verbindungsknöpfe festgehalten. Wenn die Breite des Leiters nur etwas grösser gemacht wird als der Abstand A, wird gewährleistet, dass der Leiter leicht zwischen den Verbindungsknöpfen festgehalten und auch leicht wieder herausgenommen werden kann.

In Fig. 2 ist der Leiter mit einem Zwischenteil 5a ausgebildet, das die Form einer geneigten Wand hat, welche die Isolationsteile 3a des Leiters verbindet.

In der in Fig. 3 abgebildeten Ausführung hat der Leiter 7 einen Zwischenteil 5b, der die Isolationsteile 3b verbindet, die entsprechende Drähte 4b enthalten. Der Zwischenteil 5b hat hier Mulden in Längsrichtung, um Flexibilität zu verleihen. In diesem Fall ist der Zwischenteil ebenfalls elastisch und kann zwischen Reihen von Verbindungsknöpfen 2 eines Bauelements aufgenommen werden.

In der in Fig. 4 abgebildeten Ausführung ist der Leiter im Zwischenteil 5c mit einem mittig angeordneten durchgehenden Kanal 13 ausgebildet. Der Leiter 7 erscheint dadurch als Leitung mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt. Die Leitungsdrähte 4c sind auch in diesem Fall in ein Element 3c aus einem isolierenden Material eingebettet. Auch hier trifft zu, dass die Breite des Leiters 7 nur etwas grösser ist als der Ab stand A zwischen zwei einander zugewandten Flächen der Verbindungsknöpfe.

Der Ausdruck "dass die Breite des Leiters nur etwas grösser ist als der Abstand A" bedeutet, dass die Breite so gross ist, dass zwischen dem Leiter 7 und den Verbindungsknöpfen 2 ein Kraftschluss entsteht, wenn Ersterer zwischen diesen platziert wird, aber dennoch nur so gross, dass der Leiter ohne Verwendung von Werkzeug leicht zwischen den Verbindungsknöpfen angeordnet werden kann, unter Berücksichtigung der Tatsache, dass üblicherweise Kinder den Bausatz benutzen werden. Je nach den Eigenschaften des elastischen Isolationsmaterials liegt die Breite des Leiters 7 daher in derselben Grössenordnung wie der Abstand A, üblicherweise weniger als 10% grösser.

Der Leiter 7 ist in Fig. 5 abgebildet, wo er mit per se bekannten Kontaktelementen 6 an den Enden abschliesst. Diese Kontaktelemente 6 sind mit Verbindungsknöpfen 2 ausgebildet, die nicht nur zu mechanischen Verbindungszwecken dienen, sondern auch eine elektrische Verbindung gewährleisten. Dies ist bekannt. Wie aus der Abbildung hervorgeht, sind die Kontaktelemente 6 mit Aussparungen an den Enden ausgebildet, die gewährleisten, dass der Leiter 7 durchgängig in entsprechende Aussparungen in den Bauelementen 8 und 11 passt, wie nachfolgend noch erläutert wird.

Ein Bauelement 9 ist mit zwei Reihen von jeweils sechs Verbindungsknöpfen 2 ausgebildet, und der Leiter 7 wird zwischen diesen Verbindungsknöpfen 2 in der oben beschriebenen Weise aufgenommen. Ein weiteres Bauelement 11 ist mit dem Bauelement 9 zusammengesetzt, wobei zu sehen ist, dass das Bauelement 11 mit Aussparungen 12 an seinen unteren Stirnwänden ausgebildet ist, deren Breite dem Abstand A und deren Höhe der Dicke des Leiters 7 entspricht. Das Bauelement 11 sitzt dadurch auf dem Leiter 7, wenn es mit dem Bauelement 9 verbunden ist. Ein weiteres Bauelement 8 ist mit einem sich vertikal erstreckenden Kanal 10 ausgebildet, der eine solche Tiefe und Breite hat, dass der Leiter vollständig darin aufgenommen werden kann. Dadurch ist es nicht erforderlich, dass eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Bauelement 8 und dem Leiter 7 in der Lücke 10 stattfindet.

Im Gegenteil ist es häufig ein Vorteil, dass der Leiter nur lose in der Lücke aufgenommen wird, da dadurch die Verbindung am Boden des Bauelements 8 mit dem Element 9 erleichtert wird. Ein weiteres Bauelement 11, das dem oben genannten Bauelement entspricht, wird oben auf dem Element 8 befestigt, und dieses Bauelement 11 hält den Leiter 7 von oben fest, indem es ihn in dem von den Aussparungen 12 gebildeten Kanal aufnimmt.

Wenn der Querschnitt eines Leiters 7 richtig bemessen ist und dem Leiter angemessene Elastizitätseigenschaften verliehen werden, kann er mit einem per se bekannten Bausatz verbunden werden. Ausserdem wird durch die Einrichtung weiterer Bauelemente 8, 11 mit geeigneten Aussparungen und Kanälen gewährleistet, dass der Leiter ohne Einwirkung auf die Konstruktion der gewünschten Strukturen geführt werden kann.

Der Leiter wurde oben so erläutert, dass seine Flexibilität durch seinen Mittelteil entsteht. Es ist jedoch klar, dass die Flexibilität des Leiters auch anders entstehen kann. Die Seitenflächen, die den Verbindungsknöpfen 2 zugewandt sind, können z.B. mit Längsrillen ausgebildet, konvex oder konkav sein. Auch andere Strukturen sind möglich.

Fig. 6 zeigt eine vierte Ausführung eines erfindungsgemässen Leiters. Es ist zu sehen, dass der Leiter zwei Leitungsdrähte 4d aufweist, die hier in dasselbe Kunststoffelement 13d eingebettet sind, im Gegensatz zu den oben genannten Ausführungen. Das Kunststoffelement 13d wird also nicht durch einen flexiblen Zwischenteil getrennt, sondern es ist im Gegenteil mit schräg vorstehenden Flügeln 14d an den Seiten versehen, die den verwendeten Verbindungsknöpfen zugewandt sind. Die Breite des Teils 13d ist etwas kleiner als der Abstand zwischen zwei Verbindungsknöpfen, wobei die Flexibilität durch die elastischen Flügel 14d erzielt wird. Die Gesamtbreite des Leiters ist dadurch etwas grösser als der Abstand zwischen zwei Verbindungsknöpfen.

Fig. 7 zeigt eine fünfte Ausführung. Hier ist zu sehen, dass die Leitungsdrähte 4e in entsprechenden Teilen 3e verlaufen. Die Teile 3e sind durch einen flexiblen Mittelteil 5e verbunden, der aus zwei Brücken bildenden Wänden mit scharfen Knicken in der Mitte besteht, sodass sich die Oberseiten der Wände in unmittelbarer Nähe zueinander befinden. Dadurch erhält der Zwischenteil 5e einen schmetterlingsförmigen Durchgang.

Fig. 8 zeigt eine sechste Ausführung eines erfindungsgemässen Leiters. Hier ist zu sehen, dass die Leitungsdrähte 4f in entsprechenden Teilen 3f enthalten sind, die durch ein Zwischenteil 5f getrennt sind. Während die Teile 3f aus einem relativ starren Gummi- oder Kunststoffmaterial bestehen, besteht das Zwischenteil 5f aus einem Schaummaterial, das bedeutend weicher oder elastischer ist. In dieser Ausführung verleiht also das Zwischenteil 5f dem Leiter seine elastischen Eigenschaften.

Fig. 9 zeigt eine siebte alternative Ausführung des erfindungsgemässen Leiters. Dieser besteht, wie in der in Fig. 6 dargestellten Ausführung, aus zwei Leitungsdrähten 4g, die in demselben Kunststoffelement 13g enthalten sind. Die elastischen Eigenschaften des Leiters werden diesem durch keilförmige Flügel 14g verliehen, die sich in Längsrichtung des Leiters erstrecken. Diese Keile biegen sich zur Seite, wenn der Leiter zwischen zwei Reihen von Verbindungsknöpfen eines Bauelements platziert wird.

Fig. 10 zeigt eine Ausführung des erfindungsgemässen Leiters, die der in Fig. 6 dargestellten weitgehend entspricht, wobei jedoch die Leitungsdrähte 4h hier im Kunststoffelement 13h hochkant angeordnet sind. Auch hier werden zwei schräg vorstehende Flügel 14h an jeder Seite des Leiters vorgesehen.

Die vorstehenden Flügel 14d und 14h in den in Fig. 6 bzw. 10 dargestellten Ausführungen dienen als Widerhaken an den Seiten des Leiters, und natürlich sind auch diese Widerhaken elastisch. Die in Fig. 6 und 10 abgebildeten Ausführungen sind dann von besonderem Interesse, wenn die Verbindungsknöpfe eine Höhe haben, die geringer ist als die Dicke des Leiters. Hier wird beabsichtigt, dass der Leiter leicht zwischen den Verbindungsknöpfen heruntergedrückt werden kann und dass die in die Verbindungsknöpfe eingreifenden Flügel als Widerhaken dienen, sodass eine erhebliche Zugkraft auf den Leiter ausgeübt werden muss, bevor er zwischen den Verbindungsknöpfen herausgezogen werden kann. Dies ist eben besonders zweckmässig, wenn die Dicke h des Leiters grösser ist als die Höhe der Verbindungsknöpfe.

Auch auf Fig. 7 wird hier besonders hingewiesen, da sich in dieser Ausführung - im Gegensatz zu den anderen Ausführungen, die sich in Bezug auf die Druckrichtung senkrecht erstrecken - die Elastizität beim Drücken stattdessen zum Mittelpunkt des Elements hin bewegt. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn gewünscht ist, wie in Fig. 5 dargestellt, ein Element 11 oben auf die Leitung zu setzen.

Claims

1. Ein Bausatz, aufweisend - eine Mehrzahl von Bauelementen (1) mit Verbindungsknöpfen (2), die in wenigstens zwei parallelen Reihen in modularen Massen (M) angeordnet sind, auf einer Seite und komplementären Verbindungsmitteln auf einer anderen Seite, sowie - ein elektrisches Kabel (7), aufweisend eine Mehrzahl voneinander isolierter Leitungsdrähte (4), um eine elektrische Verbindung zwischen elektrischen Elementen (6) herzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Drähte in Längsrichtung in Kunststoff eingebettet sind, wobei das Kabel in seiner Querrichtung elastisch ist und einen Querschnitt hat, der über seine Länge weitgehend konstant ist, sowie eine Querabmessung, die etwas grösser ist als der Abstand zwischen zwei benachbarten Verbindungsknöpfen (2).

2.

Ein Bausatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter (7) ein zweiadriger Leiter mit einem Zwischenteil (5) ist, in dem die Materialstärke in Längsrichtung reduziert ist.

3. Ein Bausatz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduzierung (5c) der Materialstärke des Leiters (7) in Form eines sich in einer Längsrichtung zentral erstreckenden Kanals (13) vorgesehen ist.

4. Ein Bausatz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduzierung (5a, 5b) der Materialstärke des Leiters (7) in Form von einem oder mehreren Längsschlitzen vorgesehen ist.

5.

Ein Bausatz nach den Ansprüchen 1-4, aufweisend kastenförmige Bauelemente (8) mit Verbindungsknöpfen oder komplementären Verbindungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnwände der kastenförmigen Bauelemente (8) mit sich vertikal erstreckenden, offenen Kanälen (10) ausgebildet sind, um den Leiter (7) aufzunehmen.

6. Ein Bausatz nach den Ansprüchen 1-4, aufweisend kastenförmige Bauelemente (11) mit komplementären Verbindungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, dass diese mit Aussparungen (12) in Bodenteilen von zwei gegenüberliegenden Wänden ausgebildet sind und dass die Aussparungen (12) eine Breite haben, die dem Abstand (A) zwischen zwei Verbindungsknöpfen entspricht, und eine Höhe, die der Dicke des Leiters (7) entspricht.

7.

Ein Bausatz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das kastenförmige Bauelement (12) eine Breite und eine Höhe hat, die einmal bzw. zweimal dem modularen Mass (M) des Bausatzes entsprechen.