[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein quaderförmiges, flaches Bauelement, insbesondere einen Spielbaustein, umfassend
einen Träger einer Längenabmessung L, einer Breitenabmessung B und einer Dickenabmessung d,
sowie zwei die Dickenabmessung d begrenzenden Oberflächen, welche jeweils mit einem die Haftreibung des Trägermaterials übertreffenden Material beschichtet sind, so dass sich für den beschichteten Träger eine Dickenabmessung D ergibt,wobei das Verhältnis Längenabmessung L zu Breitenabmessung B des Bauelements zwischen 5 und 20 liegt; und wobei das Verhältnis Dickenabmessung D zu Breitenabmessung B des beschichteten Bauelements zwischen 0,5 und 0,1 liegt.
[0002] Seit jeher sind Bauklötze vor allem für Kleinkinder pädagogisch wertvoll. Der prinzipiell gestaltungsoffene Charakter des Spiels mit Bauklötzen schult eine Vielzahl motorischer, sensorischer und intellektueller Fähigkeiten. Auch grundlegende Erlebnismomente wie Neugier, Exploration, Herausforderung, Erfolg und Niederlage sind im Spiel mit Bauklötzen angelegt. Meist sind Bauklötze Teil von Bausätzen mehr oder weniger aufeinander abgestimmter Einheiten unterschiedlicher Form und Grösse. Sie werden ausschliesslich durch (ggf. einfaches) Stapeln zu neuen Objekten arrangiert, was der Altersgruppe gemäss ist.
[0003] Weitaus seltener sind Bausätze anzutreffen, welche mit nur ein und demselben Bausteintyp die Konstruktion verschiedener Objekte gestatten. Sie sind für Kleinkinder weniger geeignet, da sie eine intensivere gedanklich-visuelle Auseinandersetzung erfordern. Dabei bietet gerade eine gewisse Beschränkung der Möglichkeiten einen besonderen Reiz, was Bauklötze auch für ältere Kinder und sogar Erwachsene interessant machen kann, wie am Beispiel der sog. Kapla-Bausteine ersichtlich ist.
[0004] Als Spielbaustein fast unbekannt sind jedoch Bauelemente, die nicht nur einheitliche Abmessungen aufweisen, sondern aufgrund ihrer Seitenverhältnisse über das reine Stapelprinzip hinausgehen. Bekannt sind beispielsweise Bauelemente, deren Seitenverhältnisse L, B und d bzw. D so bemessen sind, dass wenigstens 2,5N oder 3N gleichartige Bauelemente zumindest zu einer frei tragenden Bogenstruktur mit N in einer von Auflager zu Auflager reichenden Hüllkurve liegenden Ecken zusammengesetzt werden können, wobei N eine natürliche Zahl ist und mindestens 2, vorzugsweise mindestens 3, beträgt, und wobei bei der Bestimmung der Anzahl gleichartiger Bauelemente mittels des Terms 2,5N im Fall einer Dezimalzahl als Ergebnis dieses auf die nächste natürliche Zahl aufzurunden ist.
[0005] Vergleichbare frei tragende Bogenstrukturen gehen auf eine Idee von Leonardo da Vinci (1452-1519) zurück, der in seinem Codex Atlanticus (um 1480) eine transportable Brücke aus Rundhölzern skizzierte, welche heute als Leonardo-Brücke bekannt ist. Das Verhältnis von Länge zu Radius der Rundhölzer war so bemessen, dass 3N in etwa gleichartiger Rundhölzer zu einer frei tragenden Bogenstruktur mit N in einer von Auflager zu Auflager reichenden Hüllkurve liegenden Ecken zusammengesetzt werden konnten. In der Praxis mussten die Rundhölzer jedoch durch Stricke gegen das Verrutschen gesichert werden.
[0006] Im Landesmuseum für Technik und Arbeit in Mannheim beispielsweise {vgl. Elementar 1, Mechanik, Leonardobrücke. Verfügbar über: http://www.elementa-mannheim.de/elementalf.htm [10. Juli 2008]} kann heutzutage sich jedermann im Bau einer Leonardo-Brücke üben. Die Brücke besteht nur aus ebenen Holzbrettchen einer Längenabmessung L, einer Breitenabmessung B und einer Dickenabmessung d, zusammengefügt ohne Klebstoff oder Verbindungselemente. Die Seitenverhältnisse L, B und d der Holzbrettchen sind so bemessen, dass 2,5N oder 3N gleichartige Brettchen sich durch ihr eigenes Gewicht und durch Reibung gegenseitig festhalten und so einen halbwegs stabilen Bogen mit N in einer von Auflager zu Auflager reichenden Hüllkurve liegenden Ecken bilden. Zwar reichen nach Angaben des Museums zum Aufbau einer solchen frei tragenden Bogenstruktur zwei Hände.
Gleichwohl ist zumindest ab einer gewissen Grösse der Brücke ein hohes Mass an Geschicklichkeit Voraussetzung, da bei Neigungen von etwa 30[deg.] "Holz auf Holz" bereits rutscht oder anders ausgedrückt, der Haftreibungskoeffizient u-o eines trockenen Materialpaares "Holz auf Holz" mit gewöhnlich etwa 0,5 verhältnismässig gering ist. Holzbrettchen mit zwei die Dickenabmessung d begrenzenden glatt gestalteten Oberflächen wie die im Landesmuseum Mannheim provozieren daher ein Verrutschen derselbigen, bevor die Konstruktion hinreichend Stabilität erreicht, ähnlich wie man dies anschaulich während des Aufbaus von Kartenhäusern erleben kann, wozu vorgenannte Holzbrettchen freilich weder gedacht noch geeignet sind.
[0007] Komplexere Strukturen als Bögen wie insbesondere die Erweiterung des Bauprinzips zum Ringschluss sind mit bekannten flachen, quaderförmigen Bauteilen nur aus Holz sodenn auch ebenso wenig realisierbar, wie mit solchen aus anderen Materialien geringer Haftreibung. Daran würde auch die präzise Kooperation mindestens zweier Personen wenig ändern. Vielmehr sind entweder weitere technische Hilfsmittel und/oder besondere Ausgestaltungen der Bauelemente nötig.
[0008] So wird beispielsweise in der Gebrauchsmusterschrift DE 20 2005 000 914 U1 die nötige Stabilität für die vor allem als Sportgerät vorgestellte, dem bekannten Rhönrad ähnelnden, Struktur durch Verwendung wenigstens zweier Typen an Bauelementen mit zueinander unterschiedlicher Geometrien sowie mittels Formschlussbereiche in Gestalt zusätzlich stabilisierender Kerben erreicht.
[0009] Soweit man sich dennoch den mathematisch-pädagogischen Reiz, welches die Konstruktion verschiedener Objekte mit nur ein und demselben Bausteintyp bietet, erhalten mag, findet man am Zentrum für Mathematik der Technischen Universität München (TUM) im Rahmen der Ausstellung ix-quadrat bereits identisch geformte, aus länglichen Holzlatten gefertigte Bauklötze einer Längenabmessung L, einer Breitenabmessung B und einer Dickenabmessung d ausgelegt, bei welchen die zwei die Dickenabmessung d begrenzenden Oberflächen mit Filzklebestoff bzw. d-c-fix-Velours-Klebefolie bezogen sind, welche die Rutschfestigkeit der Klötze dergestalt erhöhen, dass neben Ringschluss und Brückenbogen auch sog. Kuppeldächer aufbaubar sind {vgl. Richter-Gebert, Jürgen (März 2007): Ein Drunter und Drüber - Mathematik von statischen Konstruktionen spielerisch erfahren.
Wissen & Wachsen, Schwerpunktthema Mathematik & mathematische Förderung, Praxis. Verfügbar über: www.wissen-und-wachsen.de/print.aspx7Page=38fblaa8-2bb7-461a-a595-6d65676ae313 [10. Juli 2008]}. Während beim Filz ungeordnet verschlungene Fasern bewirken, dass bei gleicher Materialpaarung "Filz auf Filz" erst bei einer Neigung von 60[deg.] rutscht, stehen bei Velours die Fasern sogar senkrecht zur Oberfläche. Durch die gegenseitige Verzahnung der Fasern ergibt sich hier eine noch weit höhere Rutschfestigkeit.
[0010] Diesem Vorteil steht jedoch der Nachteil gegenüber, dass beim Aufbau allein kraftschlüssig selbsttragender Strukturen wie die zuvor benannten wie "Klett" wirkendes Textil (insb. Filz, Velours oder dergleichen haken- und/oder schlaufenförmige Fasern) die seitliche Verschiebbarkeit bereits verschränkter Bauelemente derart stark einschränkt, dass deren Korrigierbarkeit letztlich verhindert ist.
[0011] Schliesslich sind, ebenso wie die bereits oben benannten unbeschichteten Klötze des Landesmuseum Mannheim auch die beschichteten Klötze der TUM für ergänzende Anwendungen wie Aufstellungen nach dem Kartenhausprinzip weder gedacht noch geeignet.
[0012] Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Bauelement, insb. einen Spielbaustein, bereitzustellen, welches den Bau auch komplex-verschränkter Strukturen wie Kuppeln, Bögen und/oder Rad etc. gestattet, ohne dabei auf die Korrigierbarkeit bereits verschränkter Bauelemente verzichten zu müssen. Alternativ oder kumulativ zu verschränkbaren Strukturaufbauten soll ein bevorzugtes Bauelement insbesondere auch dergestalt ausgebildet sein, dass ein Aufbau von Solo-, Ergänzungs- und/oder Anbauten nach dem Kartenhausprinzip ermöglicht ist.
[0013] Diese Aufgabe wird durch ein Bauelement bzw. einen Spielbaustein gemäss den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
[0014] Das erfindungsgemässe quaderförmige flache Bauelement baut auf gattungsgemässen Bauelementen dadurch auf,
dass das Beschichtungsmaterial aus der Gruppe klettfreier Materialien gewählt ist;
dass das jeweilige Beschichtungsmaterial eines ersten beschichteten Bauelements in Anlage mit einem zweiten beschichteten Bauelement einen Haftreibungskoeffizienten [micro]0 zwischen etwa 0,7 und 1,1 aufweist; und
dass die Kanten des jeweiligen Beschichtungsmaterials entlang der Breitenabmessung B des Trägers und/oder entlang der Längenabmessung L des Trägers dergestalt angefast oder abgerundet ausgebildet sind, dass die Kanten des jeweiligen Beschichtungsmaterials maximal bis zur jeweiligen Oberfläche des Trägers angefast oder abgerundet sind.
[0015] Dabei sind mit "klettfreien Materialien" all diejenigen Materialien bezeichnet, die nicht aufgrund ihrer Art und Oberflächenbeschaffenheit klettverschlussähnliche Verbindungen, also lösbare mechanische Verhakungen ("Verkettungen"), eingehen können. In seiner gängigsten Anwendung an Kleidungsstücken, Schuhen und Ähnlichem ist der Klettverschluss bekanntlich ein textiles, fast beliebig oft zu lösendes Verschlussmittel, das auf dem Prinzip von Klettenfrüchten beruht.
Die Haftreibung des Trägermaterials übertreffende Beschichtungsmaterialien jedoch, die bewusst auf mechanische Verzahnungen verzichten, gestatten vorteilhaft ein Verschieben selbst bereits komplex verschränkter Bauelemente und insoweit deren Korrigierbarkeit, so dass sogar von idealen Aufbaulinien ersichtlich abweichend angefangene Strukturaufbauten problemlos fertig gestellt werden können, was Frustrationstoleranzen zu heben hilft.
[0016] Bevorzugt sind daher Beschichtungsmaterialien jeweils mit einer Rutschfestigkeit dergestalt, dass zwei aufeinanderliegende Bauelemente mit materialgleichen oder ggf. auch unterschiedlich beschichteten Oberflächen auch bei Anstellwinkeln [alpha] zwischen 35[deg.] und 50[deg.], insbesondere zwischen 40[deg.] und 48[deg.], vorzugsweise um etwa 45[deg.], nicht verrutschen.
[0017] Auf eine horizontale Ebene bezogen sind jeweils Beschichtungsmaterialien eines ersten beschichteten Bauelements bevorzugt, welche in Anlage (Materialpaarung) mit einem zweiten materialgleichen oder ggf. auch unterschiedlich beschichteten Bauelement einen Haftreibungskoeffizienten [micro]0 zwischen insbesondere 0,8 und 1,0; vorzugsweise um etwa 0,9, aufweisen.
[0018] Dementsprechend können als Beschichtungsmaterialien insbesondere Kork (Phellem) bzw. vergleichbare die Haftreibung des Trägermaterials übertreffende Pflanzenfasern (Zellstoffe) und/oder Moosgummi bzw. vergleichbare Schaumstoffe, Verwendung finden.
[0019] Für die Ausbildung von Fasen oder Rundungen entlang der Kanten des Trägers ist ein Verhältnis von Dickenabmessung d des Trägers zur Dicke des Beschichtungsmaterials bevorzugt, welches zwischen 3 und 20 liegt, wobei sich bei Bauelementen mit einer Längenabmessung von etwa 17 bis 20 cm ein Verhältnis von etwa 5; und bei Bauelementen mit einer Längenabmessung von z.B. etwa 0,4 Meter ein Verhältnis von etwa 16 bewährt hat.
[0020] Je nach verwendetem Träger- und/oder Beschichtungsmaterial und/oder angestrebtem Strukturaufbau, weist das jeweilige Beschichtungsmaterial beispielsweise eines Spielbausteins eine Dicke zwischen 0,8 und 2,0 mm, insbesondere zwischen 0,9 und 1,5 mm, vorzugsweise von etwa 1,0 mm auf.
[0021] Erfindungsgemäss bevorzugt sind die Kanten des jeweiligen Beschichtungsmaterials zumindest entlang der Breitenabmessung B des Trägers angefast oder abgerundet ausgebildet. Die Anfassung der Kanten allein des Beschichtungsmaterials zumindest entlang der Breitenabmessung B des Trägers sorgt vorteilhaft für eine höhere Anlagefläche; die Abrundung für einen besseren Kontakt gegeneinander oder anders aneinander gelehnt aufgestellter Bauelemente, was die Gefahr eines Verrutschens insbesondere nach dem Prinzip sog. Kartenhäuser, also teils gegeneinander lehnend, teils aufeinander liegend, in Solo-, Ergänzungs- und/oder Anbauten aufgestellter Bauelemente minimiert.
[0022] Der Freiheitsgrad an Aufstellungsmöglichkeiten lässt sich vorteilhaft erhöhen, wenn bevorzugt auch die Kanten des jeweiligen Beschichtungsmaterials entlang der Längenabmessung L des Trägers angefast oder abgerundet ausgebildet sind. Insbesondere lassen sich dann die Bauelemente auch über ihre Längsseits gegeneinander lehnend aufstellen.
[0023] Um statt Kanten möglichst rutschfeste Auflageflächen vorzufinden ist darauf zu achten, dass die Anfassung oder Abrundung der Kanten tatsächlich nur das jeweilige Beschichtungsmaterial erfasst. Mit anderen Worten sind die Kanten des Beschichtungsmaterial erfindungsgemäss maximal bis zur jeweiligen Oberfläche des Trägers angefast oder abgerundet ausgebildet.
[0024] Der Fasenwinkel [beta] angefaster Kanten des jeweiligen Beschichtungsmaterials kann für alle Kanten einheitlich mit vorzugsweise 45[deg.] oder unterschiedlich, insbesondere zwischen 30[deg.] und 60[deg.] liegend, bevorzugt zwischen 40[deg.] und 50[deg.], ausgebildet sein.
[0025] So haben sich insbesondere für zwei im spitzen Winkel über die Kanten entlang der Breitenabmessung B des Trägers gegeneinander lehnende Bausteine Fasenwinkel [beta] von 30[deg.] bewährt. Die zu einer 30[deg.] Fase jeweils spiegelsymmetrische Kante auf der gleichen und der gegenüberliegenden Oberfläche weist vorzugsweise einen Fasenwinkel [beta] von 60[deg.] auf. Die verbleibende, zur ersten 30[deg.] Fase punktsymmetrische Kante auf der gegenüberliegenden Oberfläche weist bevorzugt wiederum eine 30[deg.] Fase auf. Die paarweise Anordnung verschieden abgefaster Kanten von 30[deg.] und 60[deg.] fördert vorteilhaft den Aufbau äusserst stabiler Strukturen nach dem Kartenhausprinzip.
[0026] Der Radius abgerundeter Kanten des jeweiligen Beschichtungsmaterials entspricht vorzugweise der Dicke des jeweiligen Beschichtungsmaterials. Dabei weisen abgerundete Kanten gegenüber angefasten Kanten den Vorteil auf, dass diese unabhängig vom tatsächlichen Aufstellwinkels des Bauelements eine rutschfeste Auflage bereitstellen.
[0027] Für Anwendungen als Mitbringsel oder Werbegeschenk insb. für Erwachsene Personen kann als Träger ein Metallkern aus z.B. Edelstahl Verwendung finden.
[0028] Soweit klassische Spielanwendungen insb. für Kinder im Vordergrund stehen haben sich als Trägermaterialen insbesondere Bambus, Eschenholz, Birkenholz, Kunststoffe, Kohlefasern (Karbon) und/oder dergleichen bruchfeste und zähelastische Materialien bewährt.
[0029] Insbesondere aus Bambus oder Holz gefertigte Träger können massiv oder im Verbund, beispielsweise aus Sperrholzplatten, ausgebildet sein. Der Träger kann auch als Kunststoffspritzteil ebenfalls massiv oder wenigstens teilweise als Hohlkörper ausgebildet sein. Auch die Verwendung von Kohlefaser-(Karbon)-Werkstoffen ist denkbar.
[0030] Für die Erstellung von zu Bogen- und/oder Ringen kombinierten und/oder nach dem Kartenhausprinzip aufgestellten komplexen Strukturen haben sich Bauelemente mit einem Verhältnis von Längenabmessung L zu Breitenabmessung B zwischen 5 und 20 bewährt. Ästhetisch besonders ansprechende Strukturen ergeben sich, wenn das Verhältnisse von Längenabmessung L zu Breitenabmessung B etwa 6 entspricht, da unbeschadet der Konstruktionsmöglichkeiten insbesondere bei Bogen- oder Ringstrukturen parallel liegende Bauelemente stets bis zur vollen Auflagebreite eines Bauelements ineinandergeschoben werden können.
[0031] Für die Kombination von Ring-, Bogen-, Kuppel- und/oder Kartenhausstrukturen gleichermassen geeignet haben sich schliesslich Bauelemente mit aufeinander angestimmten Seitenverhältnissen bewährt, bei denen das Verhältnis Dickenabmessung D zu Breitenabmessung B des Bauelements beispielsweise zwischen 0,5 und 0,1 liegt, insbesondere zwischen 0,2 und 0,3, vorzugsweise etwa 0,23, beträgt, wobei der zuletzt genannte Wert einer bevorzugten Eignung der Bauelemente mit L/B=6 entspricht, nämlich dem Bau eines 16-eckigen Ringschlusses.
[0032] Die vorliegende Erfindung eignet sich durch die bislang einzigartige Verbindung insbesondere von Bogenstruktur und Kartenhausprinzip als anspruchsvolles Konstruktionsspielzeug, das aufgrund der - scheinbar - begrenzten Möglichkeiten nicht nur Denkvermögen, Logik und Fantasie herausfordert, sondern auch ein begreifendes Verstehen grundlegender Prinzipien aus Geometrie und Mechanik ermöglicht. Zudem fördert das Spiel mit erfindungsgemässen Bauelementen die Konzentrationsfähigkeit, Feinmotorik sowie die Kooperation mit anderen, weshalb es sich insbesondere auch als therapeutisches und pädagogisches Spielzeug eignet.
[0033] Zusätzliche Einzelheiten und weitere Vorteile der Erfindung werden nachfolgend an Hand eines beispielhaften Bauelementes und daraus gebildeter Strukturen, auf welche die vorliegende Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, und in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung beschrieben.
[0034] Darin zeigen schematisch:
<tb>Fig. 1<sep>ein quaderförmiges flaches Bauelement in einer Vorder-, Seiten-, Drauf- sowie perspektivischen Ansicht;
<tb>Fig. 2<sep>die Verwendung einer Vielzahl identischer Bauelemente gemäss Fig. 1 in zwei komplex-verschränkten Ring-Strukturen;
<tb>Fig. 3<sep>die Verwendung einer Vielzahl identischer Bauelemente gemäss Fig. 1 in zwei komplex-verschränkten Kuppeldach-Strukturen;
<tb>Fig. 4<sep>die Verwendung einer Vielzahl identischer Bauelemente gemäss Fig. 1 in vier Solo-, Ergänzungs- und/oder Anbauten nach dem Karterhausprinzip; und
<tb>Fig. 5 bis 10<sep>die Verwendung einer Vielzahl identischer Bauelemente gemäss Fig. 1 in beispielhaften Anwendungen eines Mix aus komplex verschränkter Strukturen und Solo-, Ergänzungs- und/oder Anbauten nach dem Kartenhausprinzip.
[0035] Bei der nachfolgenden Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten.
[0036] Fig. 1a zeigt ein quaderförmiges flaches Bauelement 1 in einer Vorder-, Seiten-und Draufsicht; Fig. 1bin einer perspektivischen Ansicht. Das Bauelement 1 besteht in seinem Kern aus einem Träger 10 einer Längenabmessung L, einer Breitenabmessung B und einer Dickenabmessung d. Der Träger 10 kann aus Metall, Kunststoff oder Holz gefertigt sein. Je nach verwendetem Werkstoff kann der Träger 10 massiv oder im Verbund und/oder wenigstens teilweise als Hohlkörper ausgebildet sein. Dargestellt ist ein massiver Träger 10 aus Holz, vorzugsweise aus Eschen- oder Birkensperrholz oder aus Bambus. Erkennbar begrenzen zwei Oberflächen 11 die Dickenabmessung d des Trägers 10. Um auch bereits zu komplexen Strukturen (vgl.
Fig. 2ff.) verschränkte Bauelemente 1 noch korrigieren zu können sind die Oberflächen 11 jeweils mit einem die Haftreibung des Trägermaterials 10 übertreffenden aber klettfreien Material 20, insbesondere beidseitig mit Kork (Phellem), beschichtet.
[0037] Die Dicke des Beschichtungsmaterials 20 hängt vom verwendeten Material des Trägers 10 ab. Grundsätzlich gilt: je höher die Biegesteifigkeit des Trägermaterials 10 desto grösser kann die Dicke der Beschichtung 20, bzw. umso dünner kann das Trägermaterial 10 gewählt werden. Für Träger 10 mit Längenabmessungen kleiner 20 cm, Breitenabmessungen B kleiner 4 cm und Dickenabmessungen kleiner 1 cm haben sich Beschichtungsdicken 20 zwischen 0,8 und 2,0 mm, insbesondere zwischen 0,9 und 1,5 mm, vorzugsweise von etwa 1,0 mm bewährt, wobei sich für den beschichteten Träger 10 jeweils eine Dickenabmessung D ergibt.
[0038] Längenabmessung L, Breitenabmessung B und Dickenabmessung D definieren zugleich die Abmasse des Bauelements 1 und sind unter der Massgabe L>B>D vorzugsweise so aufeinander abgestimmt, dass sich in Kontakt zweier einheitlich ausgeführter Bauelemente 1 ein so hoher Haftreibungskoeffizient [micro]0ergibt, dass 3N oder auch nur 2,5N einheitlich ausgeführte quaderförmige Bauelemente 1 nicht nur zu der eingangs genannten frei tragenden Bogenstruktur sondern auch zu einer allein kraftschlüssig selbsttragenden N-eckigen Ringstruktur 30 kombinierbar sind, wobei dann N eine gerade Zahl ist und mindestens 6, vorzugsweise jedoch 16, beträgt.
[0039] Fig. 2a zeigt beispielhaft eine 2,5N-eckige Ringstruktur 30 aus (2,5*16 =) 40 identischen Bauelementen 1 mit einer inneren 31 und zwei äusseren 32 Laufflächen.
[0040] Fig. 2b zeigt beispielhaft eine 3N-eckige Ringstruktur 30 aus (3*16 =) 48 identischen Bauelementen 1 mit zwei inneren 31 und zwei äusseren 32 Laufflächen.
[0041] Erkennbar umfassen die in Fig. 2gezeigten selbsttragenden Ringstrukturen 30 2,5N bzw. 3N Bauelemente 1, wobei N der Bauelemente 1 die beiden äusseren Laufflächen 32 der Struktur 30 bilden, N/2 (Fig. 2a) bzw. N (Fig. 2b) weitere Bauelemente 1 die wenigstens eine (Fig. 2a) bzw. die zwei (Fig. 2b) inneren Laufflächen 31 der Struktur 30 bilden und N weitere Bauelemente 1 äquatorial und zu jenen zwischen den Laufflächen 31 und 32 angeordnet sind, um paarweise die äquatorialen Bauelemente 1 mit den Bauelementen 1 der Laufflächen 31 und 32 zum Kraftschuss zu bringen. Da vorgenannte Konstruktionen erst mit der Vollendung zum Ringschluss 30 stabil werden, erfordert ihr Aufbau ein hohes Mass an Geschicklichkeit bzw. präzise Kooperation mindestens zweier Personen.
Schon deshalb eignet sich das Bauelemente 1 in geeigneten Abmessungen und ausreichender Anzahl eines Satzes von vorzugsweise 40 oder 48 Bauelementen 1 gut als therapeutisches oder pädagogisches Konstruktionsspielzeug. Ein zusätzlicher mathematisch-pädagogischer Reiz ergibt sich aus dem Umstand, dass praktisch die komplette Information zur Ringstruktur 30 bereits in den Seitenverhältnissen L>B>=D des einzelnen Bauelements 1 steckt.
[0042] Während sich eine Leonardobrücke aus verschränkten Bauelementen 1 quasi nur in eine Richtung und maximal bis zu einem Ringsschluss 30 ausbreitet, erstrecken sich sog. Kuppeldächer 40 über eine Fläche:
Fig. 3azeigt beispielhaft ein sog. "Iglu", aufgebaut aus 40 identisch gefertigten Bauelementen 1.
Fig. 3b zeigt eine sog. "Kuppel", aufgebaut aus 35 identisch gefertigten Bauelementen 1.
[0043] In beiden Beispielen führt ein Verschränkungsprinzip, bei dem stets wenigstens 4 oder wie dargestellt wenigstens 6 Bauelemente 1 gegenseitig miteinander verschränkt werden, dazu, dass die jeweilige Kuppel-Konstruktion 40 schnell an Stabilität und Höhe gewinnt.
[0044] Um alternativ oder kumulativ zum Aufbau von Kuppel- 40 oder Bogenstruktur einschliesslich Ringschluss 30 auch andere, nur aus sich selbst heraus frei-und/oder selbstragende komplexe Strukturen aufbauen zu können, sind erfindungsgemäss bevorzugt die Kanten 21 des Beschichtungsmaterials 20 zumindest entlang der Breitenabmessung B, vorzugsweise auch entlang der Längenabmessung L, des Trägers 10 angefast ausgebildet.
[0045] Fig. 1 zeigt auch, wie die Oberflächen 11 des Trägers 10 durchgängig mit einem die Haftreibung erhöhenden Material 20 in einer solchen Dicke beschichtet sind, dass die Kanten 21 zumindest entlang der Breitenabmessung B und vorzugsweise auch entlang der Längenabmessung L jeweils angefast ausgebildet sind, im gezeigten Ausführungsbeispiel unter einem bevorzugten Fasenwinkel [beta] von 45[deg.].
[0046] Durch die Anfasung der Kanten 21 des Beschichtungsmaterials 20 zumindest entlang der Breitenabmessung B des Trägers 10 lassen sich besagte Bauelemente 1 nicht nur zu Kuppel- 40, Bogen- und Ringstrukturen 30 kombinieren sondern vorteilhaft erstmals auch nach dem Prinzip sog. Kartenhäuser 50, also teils gegeneinander lehnend, teils aufeinander liegend, aufstellen, wobei je nach Übung und Kenntnis der Bauprinzipien der Aufbau in der Tat beeindruckender Strukturen aus völlig identischen Bauelementen 1 ermöglicht ist:
Fig. 4a zeigt beispielhaft ein sog. "Kartenklotzhaus", aufgebaut aus 54 identisch gefertigten Bauelementen 1;
Fig. 4bzeigt beispielhaft eine sog. "Flügelbrücke", aufgebaut aus 49 identisch gefertigten Bauelementen 1, wobei eine der beiden seitlichen, als Stütze dienenden Bauelemente 1 entbehrlich ist;
Fig. 4czeigt beispielhaft ein sog. "Grossornament", aufgebaut aus 56 identisch gefertigten Bauelementen 1; und
Fig. 4d zeigt beispielhaft ein sog. "Brezelmonster", aufgebaut aus 80 identisch gefertigten Bauelementen 1.
In Fig. 4aund 4bist auf etwa halber Höhe gut erkennbar, wie ein bevorzugtes Beschichtungsmaterial 20 dergestalt rutschfest ist, dass zwei aufeinanderliegende Bauelemente 1 auch bei Anstellwinkeln [alpha] zwischen 35[deg.] und 50[deg.] nicht verrutschen, obgleich oberhalb sich teils beachtliche Strukturaufbauten anschliessen.
[0047] Mehr noch als in Fig. 4zeigen die nachfolgenden Anwendungsbeispiele, wie überraschenderweise insbesondere die Verbindung von Bogenstruktur und Kartenhausprinzip zu weiteren beeindruckenden Struktur-Aufbauten führt:
Fig. 5zeigt beispielhaft ein sog. "Kissen", aufgebaut aus 60 identisch gefertigten Bauelementen 1;
Fig. 6 zeigt beispielhaft einen sog., "Liegestuhl", aufgebaut aus 40 identisch gefertigten Bauelementen 1;
Fig. 7zeigt beispielhaft ein sog. "Harmonikahaus", aufgebaut aus 40 identisch gefertigten Bauelementen 1;
Fig. 8 zeigt beispielhaft ein sog. "Vogelhaus", aufgebaut aus 33 identisch gefertigten Bauelementen 1;
Fig. 9 zeigt beispielhaft zwei Türme, nämlich einerseits einen "Chinaturm" (Fig. 9a), aufgebaut aus 52 identisch gefertigten Bauelementen 1 und andererseits einen "schiefen Turm" (Fig. 9b), aufgebaut aus 39 identisch gefertigten Bauelementen 1;
und
Fig. 10zeigt beispielhaft einen sog. "Tausendfüssler", aufgebaut aus etwa 58 identisch gefertigten Bauelementen 1.
[0048] Obgleich die Anzahl der verwendeten Bauelemente 1, die zum Aufbau vorstehender Ausführungsbeispiele benötigt werden, jeweils mit angegeben sind, sei nochmals hervorgehoben, dass eine Vielzahl an Bauwerken jeweils aus dem gleichen Satz 2,5N bzw. 3N, vorzugsweise einheitlich, ausgebildeter Bauelemente 1 aufbaubar ist, wobei bevorzugt N = 16 gewählt ist.
[0049] Die Wesentlichen Aspekte bevorzugter Bauelemente 1 lassen sich abschliessend wie folgt zusammenfassen: Um den Sitz bereits zu komplexen Strukturen 30 oder 40 verschränkter Bauelemente 1 korrigieren zu können ist erfindungsgemäss vorgeschlagen, das Beschichtungsmaterial 20 aus der Gruppe klettfreier Materialien zu wählen. Soweit alternativ oder kumulativ hierzu auch Aufstellungen nach dem Kartenhausprinzip 50 gewünscht sind, ist erfindungsgemäss vorgeschlagen, zumindest die Kanten 21 des jeweiligen Beschichtungsmaterials 20 zumindest entlang der Breitenabmessung B des Trägers 10 angefast oder abgerundet auszubilden.
[0050] Durch die bislang einzigartige Verbindung insbesondere verschränkt aufgebauter Strukturen mit denen nach dem Kartenhausprinzip aufgebauter eignet sich die vorliegende Erfindung als anspruchsvolles Konstruktionsspielzeug wie kein anderes. Dabei verzichtet sie auf jedweden Formschluss und damit auf alles, was je erfunden wurde, um Dinge formschlüssig zusammenzuhalten wie insb. Stifte, Zapfen, Schrauben. Dennoch lassen sich oft derart komplexe Bauten realisieren, dass man seinen Augen nicht traut. Das bedeutet aufgrund der - scheinbar - begrenzten Möglichkeiten nicht nur eine Herausforderung für Denkvermögen, Logik und Fantasie, sondern ermöglicht auch ein begreifendes Verstehen grundlegender Prinzipien aus Geometrie und Mechanik.
Schliesslich fördert das Spiel mit erfindungsgemässen Bauelementen die Konzentrationsfähigkeit, Feinmotorik sowie die Kooperation mit anderen, weshalb es sich insbesondere auch als therapeutisches und pädagogisches Spielzeug eignet.
Bezugszeichenliste
[0051]
<tb>1<sep>Bauelement, Spielbaustein
<tb>10<sep>Träger; Trägermaterial
<tb>11<sep>Oberfläche
<tb>20<sep>die Haftreibung erhöhendes Material; Beschichtungsmaterial
<tb>21<sep>Kanten des Beschichtungsmaterials 20
<tb>d<sep>Dickenabmessung des unbeschichteten Trägers 10
<tb>D<sep>Dickenabmessung des beschichteten Trägers 10
<tb>B<sep>Breitenabmessung des beschichteten wie unbeschichteten Trägers 10
<tb>L<sep>Längenabmessung des beschichteten wie unbeschichteten Trägers 10
<tb>N<sep>Anzahl der Ecken
<tb>30<sep>Ringstruktur
<tb>31<sep>innere Lauffläche(n) der Ringstruktur 30
<tb>32<sep>äussere Laufflächen der Ringstruktur 30
<tb>40<sep>Kuppeldach
<tb>50<sep>ganz oder teilweise nach dem Kartenhausprinzip aufgebaute Strukturen
<tb>[alpha]<sep>Anstellwinkel zweier beschichteter, aufeinander liegender Bauelemente 1
<tb>[beta]<sep>Fasenwinkel der Kanten 21 des Beschichtungsmaterials 20
The present invention relates to a cuboid, flat component, in particular a toy building block comprising
a carrier of a length dimension L, a width dimension B and a thickness dimension d,
and two surfaces delimiting the thickness dimension d, which are each coated with a material which exceeds the static friction of the carrier material, so that a thickness dimension D results for the coated carrier, wherein the ratio of length dimension L to width dimension B of the component lies between 5 and 20; and wherein the ratio of thickness dimension D to width dimension B of the coated device is between 0.5 and 0.1.
Building blocks have always been pedagogically valuable, especially for toddlers. The basic design-open character of the game with building blocks trains a variety of motor, sensory and intellectual abilities. Even basic moments of experience such as curiosity, exploration, challenge, success and defeat are created in the game with blocks. Most building blocks are part of kits of more or less coordinated units of different shape and size. They are arranged exclusively by (possibly simple) stacking to new objects, which is according to the age group.
Much rarer kits are encountered, which allow the construction of various objects with only one and the same type of block. They are less suitable for toddlers because they require a more intense intellectual-visual confrontation. A certain limitation of the possibilities offers a special charm, which makes building blocks interesting for older children and even adults, as the example of the so-called Kapla building blocks shows.
However, as a game module almost unknown are components that not only have uniform dimensions, but go beyond the pure stacking principle due to their aspect ratios. For example, components whose aspect ratios L, B and d or D are dimensioned such that at least 2.5N or 3N similar components can be assembled at least to form a cantilevered arch structure with N in a corner lying from support to support reaching envelope, are known, where N is a natural number and is at least 2, preferably at least 3, and in the determination of the number of similar components by means of the term 2.5N in the case of a decimal number as a result of this round up to the nearest natural number.
Comparable cantilever arch structures go back to an idea of Leonardo da Vinci (1452-1519), who outlined in his Codex Atlanticus (circa 1480) a portable bridge made of round timbers, which is now known as the Leonardo Bridge. The ratio of length to radius of the round timbers was so dimensioned that 3N could be put together in roughly similar round timbers to form a cantilevered arch structure with N corners lying in a bearing reaching from bearing to envelope envelope. In practice, however, the roundwoods had to be secured against slipping by means of ropes.
For example, in the State Museum of Technology and Labor in Mannheim (cf. Elementary 1, Mechanics, Leonardo Bridge. Available via: http://www.elementa-mannheim.de/elementalf.htm [10. July 2008], anyone can now practice building a Leonardo bridge. The bridge consists only of flat wooden boards of a length dimension L, a width dimension B and a thickness dimension d, joined together without adhesive or fasteners. The aspect ratios L, B and D of the wooden boards are dimensioned such that 2.5N or 3N like boards will hold each other by their own weight and friction, thus forming a reasonably stable arc of N in corners lying from support to support-bearing envelope , According to the museum, two hands are enough to build such a free-standing arch structure.
Nevertheless, a high degree of dexterity is a prerequisite, at least for a certain size of the bridge, since with gradients of about 30 ° wood or wood, the coefficient of static friction uo of a dry pair of materials wood on wood usually coincides about 0.5 is relatively small. Wooden boards with two smoothly designed surfaces delimiting the thickness dimension d such as those in the Landesmuseum Mannheim provoke a slippage of the same before the construction achieves sufficient stability, as can be clearly seen during the construction of card houses, for which the aforementioned wooden boards are neither conceived nor suitable ,
More complex structures than arches as in particular the extension of the construction principle for ring closure are sodenn with known flat, cuboid components only made of wood also just as unrealizable as with those of other materials low static friction. The precise cooperation of at least two persons would not change that much. Rather, either further technical aids and / or special configurations of the components are necessary.
Thus, for example, in the utility model DE 20 2005 000 914 U1 the necessary stability for the presented as sports equipment, the known Rhönrad similar structure by using at least two types of components with mutually different geometries and by means of positive locking areas in the form of additional stabilizing Scored.
As far as one still the mathematical-pedagogical stimulus, which offers the construction of different objects with only one and the same block type, may receive, one finds at the Center for Mathematics of the Technical University of Munich (TUM) in the exhibition ix-square already identically shaped building blocks made of elongated wooden slats of a length dimension L, a width dimension B and a thickness dimension d, in which the two surfaces delimiting the thickness dimension d are covered with felt adhesive or dc-fix velor adhesive sheet, respectively, which shapes the skid resistance of the blocks increase that in addition to ring closure and bridge arch so-called cupola roofs can be built {cf. Richter-Gebert, Jürgen (March 2007): A Drunter und Drüber - Learn mathematics of static constructions in a playful way.
Knowledge & Growth, focus topic Mathematics & mathematical support, practice. Available at: www.wissen-und-wachsen.de/print.aspx7Page=38fblaa8-2bb7-461a-a595-6d65676ae313 [10. July 2008]}. Whereas in the case of felt disorderly entangled fibers cause "felt on felt" to slip only at an inclination of 60 ° with the same material pairing, in the case of velours the fibers are even perpendicular to the surface. Due to the interlocking of the fibers results in a much higher slip resistance here.
However, this advantage is offset by the disadvantage that in the structure alone frictionally self-supporting structures such as the previously named as "Velcro" acting textile (esp. Felt, velor or the like hook and / or loop-shaped fibers) the lateral displacement of already entangled components so severely limited that their correctability is ultimately prevented.
Finally, as well as the above-mentioned uncoated blocks of the Landesmuseum Mannheim and the coated blocks of the TUM for complementary applications such as statements by the house of cards principle neither conceived nor suitable.
On this basis, the present invention seeks to provide a comparison with the prior art improved component, esp. A game building block, which allows the construction of complex entangled structures such as domes, arches and / or wheel, etc., without while having to forego the correctability of already entangled components. Alternatively or cumulatively to verschränkbaren structure structures, a preferred device should in particular also be designed such that a structure of solo, supplemental and / or attachments is made possible according to the card house principle.
This object is achieved by a component or a toy building block according to the features of independent claim 1. Advantageous embodiments and developments, which can be used individually or in combination with each other, are the subject of the dependent claims.
The cuboidal flat component according to the invention is based on generic components by
that the coating material is selected from the group of non-gelled materials;
the respective coating material of a first coated component in contact with a second coated component has a coefficient of static friction [micro] 0 between about 0.7 and 1.1; and
in that the edges of the respective coating material along the width dimension B of the carrier and / or along the length dimension L of the carrier are chamfered or rounded in such a way that the edges of the respective coating material are chamfered or rounded at most to the respective surface of the carrier.
In this case, "Velcro-free materials" refers to all those materials which can not be due to their nature and surface texture velcro-like compounds, ie releasable mechanical entanglements ("concatenations"), received. In its most common application to garments, shoes and the like, the Velcro is known to be a textile, almost arbitrarily often to be solved closure means based on the principle of burdock fruits.
However, the adhesive friction of the substrate superior coating materials that deliberately dispense with mechanical gears, advantageously allow a shift itself already complex entangled components and insofar their ability to be corrected so that even apparent ideal construction lines deviating starting structured structures can be easily completed, which helps to raise frustration tolerances ,
Therefore, coating materials are preferably each having a slip resistance such that two components lying on top of one another with material-like or optionally also differently coated surfaces even at angles of attack [alpha] between 35 ° and 50 °, in particular between 40 ° .] and 48 °, preferably by about 45 °, do not slip.
With respect to a horizontal plane in each case coating materials of a first coated component are preferred, which in plant (material pairing) with a second material-same or possibly differently coated device a coefficient of static friction [micro] 0 between in particular 0.8 and 1.0; preferably about 0.9.
Accordingly, can be used as coating materials in particular cork (Phellem) or comparable the static friction of the carrier material superior to plant fibers (pulps) and / or foam rubber or comparable foams, use.
For the formation of chamfers or curves along the edges of the carrier, a ratio of the thickness dimension d of the carrier to the thickness of the coating material is preferred, which is between 3 and 20, wherein in components having a length dimension of about 17 to 20 cm a Ratio of about 5; and for devices having a length dimension of e.g. about 0.4 meters a ratio of about 16 has proven.
Depending on the used carrier and / or coating material and / or desired structure structure, the respective coating material, for example, a toy building block has a thickness between 0.8 and 2.0 mm, in particular between 0.9 and 1.5 mm, preferably from about 1.0 mm.
According to the invention, the edges of the respective coating material are chamfered or rounded at least along the width dimension B of the carrier. The acquisition of the edges alone of the coating material at least along the width dimension B of the carrier advantageously provides for a higher contact surface; the rounding for a better contact against each other or leaning against each other placed components, what the risk of slippage in particular according to the principle so-called. Card Houses, so partly leaning against each other, partly superimposed, in solo, supplemental and / or mounted structures components minimized.
The degree of freedom of installation options can be advantageously increased, if preferred, the edges of the respective coating material along the length dimension L of the carrier chamfered or rounded are formed. In particular, the components can then also be set up leaning against one another via their longitudinal sides.
In order to find as possible non-slip bearing surfaces instead of edges, it must be ensured that the setting or rounding of the edges actually only covers the respective coating material. In other words, according to the invention, the edges of the coating material are chamfered to a maximum extent or chamfered to the respective surface of the carrier.
The chamfer angle [beta] chamfered edges of the respective coating material may be uniform for all edges with preferably 45 ° or different, in particular between 30 ° and 60 °, preferably between 40 °. and 50 °.
For example, chamfer angles [beta] of 30 [deg.] Have proven to be particularly effective for two blocks leaning against each other at an acute angle over the edges along the width dimension B of the carrier. The mirror-symmetrical edge, which is mirror-symmetrical to a 30 ° chamfer, on the same and the opposite surface preferably has a chamfer angle [beta] of 60 °. The remaining edge, which is point-symmetrical for the first 30 °, on the opposite surface preferably again has a 30 ° chamfer. The paired arrangement of different chamfered edges of 30 ° and 60 ° advantageously promotes the construction of extremely stable structures according to the house-of-cards principle.
The radius of rounded edges of the respective coating material preferably corresponds to the thickness of the respective coating material. In this case, rounded edges over beveled edges have the advantage that they provide a non-slip support, regardless of the actual installation angle of the device.
For applications as gifts or giveaway esp. For adults Persons can as a carrier a metal core of e.g. Use stainless steel.
As far as classic game applications esp. For children are in the foreground have proven to support materials in particular bamboo, ash wood, birch wood, plastics, carbon fibers (carbon) and / or the like unbreakable and viscoelastic materials.
In particular, made of bamboo or wood support may be solid or composite, for example, plywood panels may be formed. The carrier may also be formed as a plastic injection molded part also solid or at least partially as a hollow body. The use of carbon fiber (carbon) materials is conceivable.
For the creation of combined to bow and / or rings and / or erected on the house of cards principle complex structures with a ratio of length dimension L to width dimension B between 5 and 20 have proven. Aesthetically particularly attractive structures result when the ratio of length dimension L to width dimension B corresponds to approximately 6, since, without prejudice to the design possibilities, in particular in the case of arch or ring structures parallel components can always be pushed into each other up to the full contact width of a component.
Equally suitable for the combination of ring, bow, dome and / or house card structures have finally proven components with mutually tuned aspect ratios, in which the ratio thickness dimension D to width dimension B of the device, for example, between 0.5 and 0, 1, in particular between 0.2 and 0.3, preferably about 0.23, wherein the latter value corresponds to a preferred suitability of the components with L / B = 6, namely the construction of a 16-cornered ring closure.
The present invention is due to the hitherto unique compound, in particular arch structure and card house principle as a sophisticated construction toy that challenges not only thinking, logic and imagination due to the - apparently - limited possibilities, but also a comprehending understanding of basic principles of geometry and mechanics allows. In addition, the game with inventive components promotes the ability to concentrate, fine motor skills and cooperation with others, which is why it is particularly suitable as a therapeutic and educational toys.
Additional details and further advantages of the invention will be described below with reference to an exemplary device and structures formed therefrom, to which the present invention is not limited, and in conjunction with the accompanying drawings.
Schematically show:
<Tb> FIG. 1 <sep> a cuboid flat component in a front, side, top and perspective view;
<Tb> FIG. 2 <sep> the use of a multiplicity of identical components according to FIG. 1 in two complex-entangled ring structures;
<Tb> FIG. 3 <sep> the use of a multiplicity of identical components according to FIG. 1 in two complex-entangled dome roof structures;
<Tb> FIG. 4 <sep> the use of a plurality of identical components according to FIG. 1 in four solo, supplementary and / or add-ons according to the Karterhaus principle; and
<Tb> FIG. 5 to 10 <sep> the use of a multiplicity of identical components according to FIG. 1 in exemplary applications of a mix of complex entangled structures and solo, supplementary and / or extensions according to the card house principle.
In the following description of some preferred embodiments of the present invention, like reference characters designate like or similar components.
1a shows a cuboid flat component 1 in a front, side and top view; Fig. 1b in a perspective view. The component 1 consists in its core of a carrier 10 of a length dimension L, a width dimension B and a thickness dimension d. The carrier 10 may be made of metal, plastic or wood. Depending on the material used, the support 10 may be solid or in composite and / or at least partially formed as a hollow body. Shown is a solid support 10 made of wood, preferably made of ash or birch plywood or bamboo. As can be seen, two surfaces 11 limit the thickness dimension d of the carrier 10. In order to achieve complex structures (cf.
Fig. 2ff.) Entangled components 1 to be able to correct the surfaces 11 each with a static friction of the carrier material 10 surpassing but velcro-free material 20, especially on both sides with cork (Phellem), coated.
The thickness of the coating material 20 depends on the material of the carrier 10 used. In principle, the higher the bending stiffness of the carrier material 10, the greater the thickness of the coating 20, or the thinner the carrier material 10 can be selected. For carriers 10 with length dimensions less than 20 cm, width dimensions B smaller than 4 cm and thickness dimensions smaller than 1 cm, coating thicknesses 20 have between 0.8 and 2.0 mm, in particular between 0.9 and 1.5 mm, preferably of about 1.0 Proven mm, with each of the coated carrier 10 results in a thickness dimension D.
Length dimension L, width dimension B and thickness dimension D at the same time define the dimensions of the component 1 and are preferably coordinated with each other under the proviso L> B> D, so that in contact of two uniformly executed components 1 such a high static friction coefficient [micro] 0ergibt in that 3N or even 2.5N uniformly executed cuboidal components 1 can be combined not only with the above-mentioned cantilevered arch structure but also with a non-positively self-supporting N-angular ring structure 30, in which case N is an even number and at least 6, preferably but 16, is.
Fig. 2a shows an example of a 2.5N-square ring structure 30 from (2.5 * 16 =) 40 identical components 1 with an inner 31 and two outer 32 running surfaces.
Fig. 2b shows an example of a 3N-angular ring structure 30 of (3 * 16 =) 48 identical components 1 with two inner 31 and two outer 32 running surfaces.
As can be seen, the self-supporting ring structures 30 shown in FIG. 2 comprise 2.5N or 3N components 1, where N of the components 1 form the two outer running surfaces 32 of the structure 30, N / 2 (FIG. 2a) and N (FIG 2b) further components 1 which form at least one (FIG. 2a) or the two (FIG. 2b) inner running surfaces 31 of the structure 30 and N further components 1 are arranged equatorially and to those between the running surfaces 31 and 32 in pairs to bring the equatorial components 1 with the components 1 of the treads 31 and 32 to the power shot. Since the aforementioned constructions become stable only after the completion of the ring closure 30, their construction requires a high degree of skill or precise cooperation of at least two persons.
For this reason, the components 1 in suitable dimensions and a sufficient number of a set of preferably 40 or 48 components 1 is well suited as a therapeutic or educational construction toy. An additional mathematical-educational stimulus arises from the fact that practically the complete information about the ring structure 30 is already in the aspect ratios L> B> = D of the individual component 1.
While a Leonardo bridge of entangled components 1 spreads, as it were, in only one direction and at most up to a ring closure 30, so-called dome roofs 40 extend over an area:
FIG. 3a shows by way of example a so-called "igloo", constructed from 40 identically manufactured components 1.
3b shows a so-called "dome", constructed from 35 identically manufactured components 1.
In both examples, a Verschränkungsprinzip, in which always at least 4 or as shown at least 6 components 1 are interlocked with each other, to the fact that the respective dome construction 40 quickly gains in stability and height.
In order alternatively or cumulatively for the construction of dome 40 or arch structure including ring closure 30 to build other, free only and / or self-supporting complex structures, according to the invention preferably the edges 21 of the coating material 20 at least along Width dimension B, preferably also chamfered along the length dimension L, of the carrier 10.
Fig. 1 also shows how the surfaces 11 of the carrier 10 are continuously coated with a static friction increasing material 20 in such a thickness that the edges 21 formed chamfered at least along the width dimension B and preferably along the length dimension L. are in the embodiment shown at a preferred chamfer angle [beta] of 45 °.
By chamfering the edges 21 of the coating material 20 at least along the width dimension B of the carrier 10, said components 1 can be combined not only to dome 40, bow and ring structures 30 but advantageously for the first time also according to the principle of so-called card houses 50, that is, partly leaning against each other, partly lying on one another, setting up, whereby, depending on the exercise and knowledge of the building principles, the construction of indeed very impressive structures of completely identical building elements 1 is possible:
FIG. 4a shows by way of example a so-called "card block house" constructed from 54 identically manufactured components 1; FIG.
4b shows by way of example a so-called "wing bridge" constructed from 49 identically manufactured components 1, wherein one of the two lateral components 1 serving as a support is dispensable;
4c shows by way of example a so-called "large ornament", constructed from 56 identically manufactured components 1; and
FIG. 4d shows by way of example a so-called "pretzel monster" constructed from 80 identically manufactured components 1.
In FIGS. 4a and 4b, it can be clearly seen at approximately half the height that a preferred coating material 20 is slip-resistant in such a way that two superimposed components 1 do not slip even at angles of attack [alpha] between 35 [deg.] And 50 [deg.], Although above themselves connect some considerable structure structures.
Even more so than in Fig. 4 show the following application examples, as surprisingly especially the combination of arch structure and card house principle leads to further impressive structure structures:
Fig. 5 shows by way of example a so-called "cushion" constructed of 60 identically manufactured components 1;
Fig. 6 shows an example of a so-called., "Deck chair", constructed of 40 identically manufactured components 1;
Fig. 7 shows by way of example a so-called "Harmonikahaus", constructed from 40 identically manufactured components 1;
8 shows, by way of example, a so-called "bird house", constructed from 33 identically manufactured components 1;
9 shows, by way of example, two towers, namely, on the one hand, a "chinaturm" (FIG. 9a) constructed from 52 identically manufactured components 1 and, on the other hand, a "leaning tower" (FIG. 9b), constructed from 39 identically manufactured components 1;
and
FIG. 10 shows by way of example a so-called "centipede", constructed from approximately 58 identically manufactured components 1.
Although the number of components used 1, which are required for the construction of the above embodiments, respectively, are indicated, it should again be emphasized that a plurality of structures each from the same set 2.5N or 3N, preferably uniform, trained components 1 is buildable, preferably N = 16 is selected.
The essential aspects of preferred components 1 can be summarized as follows: In order to be able to correct the seat already to complex structures 30 or 40 entangled components 1 is proposed according to the invention to choose the coating material 20 from the group of velcro-free materials. Insofar as alternatively or cumulatively installations according to the house of cards principle 50 are desired, according to the invention it is proposed to make at least the edges 21 of the respective coating material 20 chamfered or rounded at least along the width dimension B of the carrier 10.
Due to the hitherto unique connection, in particular entangled structures constructed with those based on the house of cards principle, the present invention is suitable as a sophisticated construction toy like no other. In doing so, she does without any form-fit and thus everything that was ever invented to hold things in a form-fitting manner, in particular pens, cones, screws. Nevertheless, such complex structures can often be realized that one does not trust his eyes. This not only poses a challenge to mind, logic, and imagination due to the - seemingly - limited possibilities, but also allows for a comprehensive understanding of fundamental principles of geometry and mechanics.
Finally, the game with inventive components promotes the ability to concentrate, fine motor skills and cooperation with others, which is why it is particularly suitable as a therapeutic and educational toys.
LIST OF REFERENCE NUMBERS
[0051]
<tb> 1 <sep> component, game component
<Tb> 10 <sep> carrier; support material
<Tb> 11 <sep> surface
<tb> 20 <sep> the stiction-increasing material; coating material
<tb> 21 <sep> edges of the coating material 20
<tb> d <sep> Thickness dimension of uncoated carrier 10
<tb> D <sep> Thickness dimension of the coated carrier 10
<B> width dimension of the coated and uncoated carrier 10
<Length> Length dimension of the coated and uncoated carrier 10
<tb> N <sep> Number of corners
<Tb> 30 <sep> ring structure
<tb> 31 <sep> inner tread (s) of the ring structure 30
<tb> 32 <sep> outer raceways of the ring structure 30
<Tb> 40 <sep> dome
<tb> 50 <sep> Structures constructed completely or partially according to the house of cards principle
<tb> [alpha] <sep> Incidence angle of two coated, superimposed components 1
<tb> [beta] <sep> Bevel angle of the edges 21 of the coating material 20