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Konstruktionsspielzeuge
mit verschiedenen Strukturelementen, die vom Benutzer entweder anhand
vorliegender Anleitungen oder basierend auf dessen eigenen Vorstellungen
in unterschiedlichen Kombinationen zusammengesetzt werden können, sind
beliebte Spielzeuge bei jungen Kindern. Ein bekanntes und beliebtes
Konstruktionsspielzeugsystem ist das von K'NEX Industries, Inc. vermarktete „K'NEX
®"-Produkt, das in
mehreren US-Patenten, unter anderem
US
5,061,219 ,
US 5,137,486 ,
US 5,199,919 ,
US 5,350,331 und dem korrespondierenden
europäischen
Patent
EP 0 049 033 ,
beschrieben und beansprucht wird, auf die hier ausdrücklich Bezug
genommen wird.
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Das
in den oben genannten US-Patenten offenbarte Konstruktionsspielzeugsystem
umfasst eine Anordnung aus Stangen und Verbindungsstücken, wobei
die Stangen in die Halterungen der Verbindungsstücke mittels einer Seitwärtsbewegung
eingerastet werden können.
Sobald eine Stange mit einem Verbindungsstück zusammengesetzt ist, wird
diese über
eine ringförmige
Rille in der Stange und einen damit korrespondierenden rippenartigen
Fortsatz in der Halterung des Verbindungsstücks gehalten, um eine axiale
Trennung zu verhindern. Das Stabende weist ferner einen zylindrischen
Bereich auf, der mit axial ausgerichteten Rillen in gegenüberliegenden Seitenwänden im
offenen Endbereich der Verbindungsstückshalterung in Kontakt steht.
Nach Einrasten des Stabes wird der zylindrische Endteil der Stabes
fest in den axial ausgerichteten Rillen des Verbindungsstücks gehalten,
um den Stab in der Halterung zu befestigen. Das beschriebene System
ermöglicht das
Zusammensetzen fester und komplexer Strukturen und birgt eine außergewöhnlich große Vielfalt
an Strukturen, die gleichzeitig statische und dynamische Eigenschaften
aufweisen.
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Während ein
Grundstrukturelement der gegenwärtig
vertriebenen Form des K'NEX-Produkts eine
Stabform ist, ist es wünschenswert,
eine größere Bandbreite
an Konstruktionsmöglichkeiten
unter Verwendung trägerartiger
Elemente zur Verfügung zu
stellen, die die Träger-
und Plattenkonstruktionen realer Gebäude realistischer simulieren
können.
Trägerbasierte
Konstruktionsspielzeugsysteme sind im allgemeinen bekannt; ein erwähnenswertes
Beispiel wird von Bettens in dem US-Patent 4,044,497 beschrieben.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Träger- und Plattenkonstruktion
des allgemeinen Typs gemäß US'497, bei der jedoch
signifikante Verbesserungen im Design und der Konstruktion der Träger- und
Verbindungselemente eingearbeitet sind, um nützlichere und vielseitigere
Konstruktionssysteme zur Verfügung
zu stellen.
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Eine
Aufgabe der vorliegende Erfindung ist es, ein Platten- und Trägerkonstruktionsspielzeugsystem
anzugeben, das bestimmte vorteilhafte Merkmale des bekannten K'NEX Stab- und Verbindungsstücksystems
aufweist, wobei diese Merkmale aber auf eine einzigartige Weise
für die
effektive Verwendung in einem Platten- und Trägersystem angepasst werden.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Platten- und
Trägerkonstruktionsspielzeugsystem
zur Verfügung
zu stellen, bei dem die Träger- und
Verbindungselemente unter geeigneten Umständen mit Elementen bereits
existierender Stangen- und Verbindungssysteme ausgetauscht werden
können,
um Hybridstrukturen formen zu können.
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Die
trägerartigen
Strukturelemente eines Träger-
und Plattenkonstruktionsspielzeugsystems weisen vorzugsweise einen
derartigen geometrischen Querschnitt auf, dass eine ordnungsgemäße Drehausrichtung
der Trägerelemente
im Verhältnis zur
Längsachse
bevorzugt und üblicherweise
gewährleistet
ist. In dem erfindungsgemäßen System wird
eine vereinfachte aber effektive Anordnung zur Verfügung gestellt,
die die richtige Drehausrichtung der Träger in deren entsprechenden
Halterungen und gleichzeitig Hybridstrukturen ermöglicht,
in die eine oder mehrere Stabelemente eingebaut werden können. Bezüglich derartiger
Stabelemente ist eine vorbestimmte Drehausrichtung typischerweise
weder notwendig noch erwünscht.
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Das
erfindungsgemäße System
sorgt dafür, dass
nach Aufbau eines aus Träger-
und Verbindungsstücken
bestehenden Grundgerüstes,
Wandplatten einfach eingesetzt werden können. Typischerweise bildet
das aus Träger-
und Verbindungsstücken
zusammengebaute Grundgerüst
eine rechteckige Öffnung
aus, in die flache Platten entsprechend eingerastet werden können. Bei
den flachen Platten kann es sich um transparente oder opake Platten
handeln, um zum Beispiel Fenster oder geschlossene Wände zu simulieren.
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Zum
besseren Verständnis
der oben beschriebenen und anderer Merkmale und Vorteile der Erfindung
wird auf die folgende detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung und die beiliegen Figuren verwiesen.
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Beschreibung der Figuren
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1 ist
eine perspektivische Ansicht einer einfachen, mit dem erfindungsgemäßen Platten- und Trägersystem
zusammengebauten Struktur, wobei einige Teile weggebrochen sind.
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2 ist
ein Querschnitt entlang der Linie 2-2 der 1.
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3 ist
ein vergrößerter,
fragmentierter Querschnitt entlang der Linie 3-3 der 2.
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4 ist
ein vergrößerter Querschnitt
entlang der Linie 4-4 der 3.
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5 und 6 sind
vergrößerte, fragmentierte
Querschnitte entlang der Linien 5-5 bzw. 6-6 der 2.
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7 ist
eine perspektivische Ansicht eines typischen Trägerelements, das Teil des neuen
Konstruktionsspielzeugs ist.
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8 ist
eine perspektivische Ansicht einer Form eines Verbindungselements
des neuen Systems.
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9 ist
eine perspektivische Ansicht einer zweiten Form eines Verbindungselements
des neuen Systems, das angepasst ist, um mit dem Element der 8 verbunden
werden zu können.
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10 ist
eine perspektivische Ansicht eines T-förmigen Verbindungselements
des neuen Systems.
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11 ist
eine perspektivische Ansicht einer modifizierten Form des Trägerelements,
die zwei aneinandergrenzende Seitenwände und zwei offene Seiten
aufweist.
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12 ist
eine perspektivische Ansicht einer weiteren Form eines in dem neuen
System verwendeten Verbindungselements, das vier rechtwinklig zueinander
stehende Verbindungshalterungen aufweist.
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13 ist
eine perspektivische Ansicht (von unten) einer Platte zum Einbau
einer Träger-/Plattenstruktur.
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14 ist
eine perspektivische Ansicht einer weiteren alternativen Form eines
Verbindungselements, welches in dem neuen System eingesetzt werden
kann.
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Bezugnehmend
auf die Figuren zeigt 1 eine Struktur, umfassend eine
Vielzahl an Trägerelementen 20, 21,
die über
Eckverbindungsstücke 22 derart
verbunden sind, dass schachtelartige Struktur gebildet wird. Die
in der 1 gezeigte Struktur umfasst ferner eine untere
Etage 23 und eine obere Etage 24, die über die
Trägerelemente 21 verbunden sind,
wobei sich die Trägerelemente 21 vertikal
zwischen den entsprechenden Ecken der Struktur erstrecken.
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Die
horizontalen Trägerelemente 20 werden im
Detail in 7 beschrieben und umfassen beabstandete
Seitenwände 25,
die fest über
Kopfwände 26 und
Trennwände 27 verbunden
sind. Der Hauptkörper
des die Wände 25, 26 und
die Trennwände 27 umfassenden
Trägers
weist im Querschnitt vorzugsweise einen rechteckigen Umriss auf,
welcher für
ein typisches Konstruktionsspielzeug für Kinder ungefähr 0,944
cm auf einer Seite misst; dieses Maß dient der Verdeutlichung,
ohne die Erfindung dabei einzuschränken. Die Trägerelemente 20 können je
nach Wunsch in unterschiedlichen Längen zur Verfügung gestellt
werden.
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An
jedem Ende des Trägerelementkörpers sind
Verriegelungselemente 28 vorgesehen, die integral an dessen
Kopfwand 26 ausgebildet sind und sich von dieser axial
nach außen
erstrecken. Erfindungsgemäß umfasst
jedes der Verriegelungselemente einen Endflansch 29, eine
direkt an den Endflansch grenzende Rillenstruktur 30, und
einen stabartigen Fortsatz 31, der die Rillenstruktur 30 mit
der Kopfwand 26 verbindet. Genauer beschrieben weist der
Endflansch 29 vorzugsweise eine quadratische Form mit einer
Seitenlänge
von z.B. 0,624 cm auf, ohne die Erfindung damit einzuschränken. Der
stabartige Fortsatz 31 weist vorzugsweise einen runden Querschnitt
auf, wobei sein Durchmesser den lateralen Dimensionen des quadratischen
Endflansches 29 entspricht. Wie aus 7 zu entnehmen
ist, besteht die Rillenstruktur 30 aus vier Rillenbereichen 32,
die auf parallel zu den Seitenkanten des Endflansches 29 verlaufenden
Achsen angeordnet sind. Ebenfalls ist aus 7 die Tatsache
ersichtlich, dass die Seitenkanten des Endflansches 29 entsprechend
mit dem quadratischen Querschnitt des Trägerkörpers 20 ausgerichtet
sind.
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Die
gegenüberliegenden
Wände 25 der
in 7 dargestellten Form des Trägerelements 20 werden
in einer zusammengesetzten Struktur typischerweise vertikal zueinander
ausgerichtet sein und definieren vertikale Öffnungen zwischen den Kopfwänden 26 und
den Trennwänden 27.
Vorteilhafterweise stehen kleine vertikal ausgerichtete Vorsprünge 33 ober-
und unterhalb vom ansonsten rechteckigen Querschnitt der Kopfwände 26 hervor,
welche das Positionieren von zum Beispiel Bodenplatten ermöglichen.
In einer beispielhaften Ausführungsform, ohne
dabei jedoch die Erfindung einzuschränken, können die Vorsprünge 33 ungefähr 0,094
cm ausgehend von der primären
Kantenoberfläche
der Kopfwand 26 hervorstehen. In den Kopfwänden 26 sind ferner
kleine Halterillen 34 auf gegenüberliegenden Seiten der Lokalisierungsvorsprünge 33 vorgesehen. Wie
noch ausführlicher
beschrieben wird, dienen diese als Lokalisierungs- und Befestigungseinrichtungen
für in
das Strukturgerüst
einzubauende Wandplatten.
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Das
Trägerelement 20 sowie
das noch beschriebene Trägerelement 21 werden
vorteilhafterweise durch Spritzgießen eines geeigneten technischen
Kunststoffmaterials, wie zum Beispiel ABS, hergestellt.
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In
der veranschaulichten Ausführungsform der
Erfindung sind die vertikal ausgerichteten Trägerelemente 21 vorzugsweise
für den
Einbau an vertikalen Ecken einer Struktur ausgebildet, wie in 1 gezeigt
wird. Diese im Detail in 11 gezeigten Eckträger umfassen
Seitenwände 40, 41,
die über eine
gemeinsame seitliche Kante 42 verbunden sind, um eine rechtwinklige
Ecke zu bilden. Kopfwände 43 sind
an jedem Ende vorgesehen und eine dreieckige, stützende Trennwand 44 befindet
sich in einer mittleren Position entlang der Seitenwandlänge. Die
Kopfwände 43 weisen
eine quadratische Form auf und definieren einen quadratischen Rahmen
für das
Trägerelement 21.
Verriegelungselemente 28, die in jeglicher Hinsicht den
Verriegelungselementen 28 des Trägers 20 entsprechen,
erstrecken sich axial von den Kopfwandplatten 43 nach außen. Individuellen Bereichen
der Verriegelungselemente 28 des Trägers 21 werden dieselben
Bezugsnummern zugewiesen wie den entsprechenden Bereichen der Verriegelungselemente 28 des
Trägers 20 gemäß 7.
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Die
in den 1 und 2 gezeigte zusammengebaute Struktur
umfasst eine Vielzahl an horizontalen und vertikalen Trägern 20, 21,
die mittels im folgenden beschriebener Verbindungselemente verbunden
sind.
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9 zeigt
ein rechtwinkliges Verbindungselement 50, dessen Details
auch in den 3 und 4 gezeigt
werden. Jedes Verbindungselement umfasst ein Paar von Halterungen 51,
die in einer gemeinsamen Ebene, aber rechtwinklig zueinander ausgerichtet
sind. Das Verbindungselement ist mit inneren und äußeren Seitenwänden 52, 53 versehen. Trennwände 54, 55,
die letztlich Verlängerungen
der inneren Seitenwände 52 darstellen,
bilden eine quadratische durch eine Bodenwand 57 geschlossene Ausnehmung 56 (3).
Die auf einer Seite offene Ausnehmung 56 (deren obere Seite
offen ist, wenn das Verbindungsstück so wie in 9 dargestellt ausgerichtet
ist) ist vorzugsweise mit einem vertikal ausgerichteten Orientierungsschlüssel 58 versehen, der
sich von der Wand 55 in die Ausnehmung 56 erstreckt.
Der Zweck der Ausnehmung 56 und des Schlüssels 58 wird
später
beschrieben. Die jeweiligen Halterungen 51 sind außen von
der Eckvertiefung 56 beabstandet und werden durch die Kopfwände 59 und
die äußeren Teilbereiche 60, 61 der
jeweiligen Seitenwände 52, 53 definiert.
In der veranschaulichten und bevorzugten Form der Erfindung erstreckt
sich die Bodenwand 57 (s. 3) über die volle
Länge der
Seitenwände 52, 53 und
bildet somit eine untere Wand für
die Halterungen 51, die somit nur an einer Seite offen
sind.
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Gegenüberliegende
Verschlussrippen 62 erstrecken sich vertikal in den Halterungen 51 mit
einem geringen Abstand zur Kopfwand der Halterung nach außen versetzt.
Vorzugsweise können
die Verschlussrippen auf Basis eines Radius von etwa 0,223 cm gebildet
worden und sich über
eine kurze Distanz nach innen, z. B. ungefähr 0,060 cm von den Seitenwänden der
Halterung 60, 61 erstrecken. Die Mittelachsen
der Verschlussrippen 62 sind vorteilhafterweise etwa 0,304
cm nach außen
von der Außenfläche der
Kopfwand der Halterung 59 beabstandet. Wie insbesondere
in z.B. den 3 und 4 wiedergegeben,
definiert dies eine sich vertikal öffnende Tasche 63 für die Aufnahme
des Endflansches 29 des Trägerelementes 20, 21 aufnimmt.
Wird ein Trägerelement
in einer Halterung 51 positioniert, nimmt ein gegenüberliegendes
Paar von Rillensektionen 32 die gegenüberliegenden Verschlussrippen 62 auf.
In der veranschaulichten Anordnung sind sowohl die Endflansche 29 als
auch die Rillensektionen 32 rechteckig konfiguriert und
richten somit den Träger 20 rotationsmäßig deraus
aus, dass seine Seitenwände 25 in
einer gewünschten
Weise mit den Seitenwänden 52, 53 des
Verbindungselementes ausgerichtet sind.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung ist der Abstand zwischen den äußeren Teilbereichen
der Haltungswände 60, 61 ein
wenig kleiner als der Durchmesser des stabartigen Fortsatzes 31 des
Verriegelungselements 28. Um das Einsetzen der stabartigen
Fortsätze
in die Halterung zu ermöglichen, werden
die „oberen" Teilbereiche der
Halterungswände 60, 61 in
den Bereichen 63 nach oben divergierend schmaler. Zudem
sind die Wände
der Halterungen 60, 61 mit axial angeordneten
Rillen 64 versehen, die derart angeordnet sind, dass sie
gegenüberliegende
Seitenbereiche des stabartigen Fortsatzes 31 aufnehmen.
Wird nun ein Trägerelement 20, 21 in eine
Halterung 51 eingesetzt, verschieben die stabartigen Fortsätze der
Trägerelemente
beim Einsetzen in die Halterung in lateraler Richtung zu ihrer Achse
zunächst
die Seitenwände
der Halterung 60, 61 nach außen, wobei die stabartigen
Fortsätze durch
den sich verjüngenden
Wandbereich 63 bewegt werden. Danach rastet der stabartige
Fortsatz in den Rillen 64 ein, wonach dieser fest in der
Halterung sitzend verbleibt und dort gegen alles außer absichtlicher
Entfernung gehalten werden.
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Wie
aus der 3 zu entnehmen ist, können beim
Einsetzen des Verriegelungselement 28 in die Halterung
die unteren Bereiche des Flansches 29 und des stabartigen
Fortsatzes 31 nahe bei oder in Kontakt mit der oberen Oberfläche der
unteren Bodenwand 57 des Verbindungselements stehen. Wird ein
Träger 20 mit
einem Verbindungselement 50 zusammengeführt, so sind die äußeren Seitenwände 25 des
Trägers
mit den äußeren Seitenwänden 53 des
Verbindungselements ausgerichtet, wodurch sich kontinuierliche Außen- und
Innenflächen
der Struktur ergeben, wie in 1 gezeigt
wird.
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Für den Aufbau
dreidimensionaler Strukturen werden Verbindungen für drei Achsen
benötigt. Hierfür umfassen,
wie in 1 gezeigt, die Verbindungselemente 22 Verbindungselemente 50 (9) zusammen
mit separaten Verbindungsstücken 70 gemäß 8.
Das Verbindungsstück 70 umfasst
einen Gehäusebereich 71 und
einen Zungenbereich 72, der sich axial von einer Kopfwand 73 des
Gehäusebereiches
erstreckt. Der Gehäusebereich
ist mit einer Halterung 74 versehen, die in jeglicher Hinsicht den
zuvor beschriebenen Halterungen 51 der Verbindungselemente 50 entspricht
und deren individuellen Elementen dieselben Bezugsnummern zugewiesen werden
wie den entsprechenden individuellen Elementen der Halterungen 51.
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Der
Zungenbereich 72 des Verbindungsstücks 70 verläuft (in
der in 8 dargestellten Ausrichtung) von der Kopfwand 73 nach
unten gerichtet und umfasst ein Paar beabstandete, leicht nach außen gebogene
Seitenwände 75, 76,
die an ihren äußeren (unteren)
Enden über
eine Kopfwand 77 verbunden sind. Im Bereich der größten Krümmung ist der
Abstand zwischen den äußeren Oberflächen der Seitenwände 75, 76 ein
wenig größer als
die inneren Abmessungen der Ausnehmung 56, während die Kante-zu-Kante
Abmessungen der Seitenwände 75, 76 vorzugsweise
ungefähr
den Innenabmessungen der Ausnehmung 56 entsprechen.
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Wie
in 8 gezeigt, ist die Kopfwand 77 des Zungenbereiches 72 mit
einer Orientierungskerbe 78 versehen, die angeordnet ist,
um den Orientierungsschlüssel 58 (9)
aufzunehmen, so dass das Verbindungsstück nur in einer Ausrichtung
in die Ausnehmung 56 eingesetzt werden kann, wobei die Wandbereiche 61 und 57 die äußeren Ecken
einer in 1 gezeigten Struktur bilden.
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Vorzugsweise
sind die unteren Bereiche 79 der gebogenen Wände 75, 76 derart
dimensioniert, dass sie einfach in die Halterung 56 aufgenommen werden
können,
um einen anfänglichen
Zusammenbau zu ermöglichen.
Danach muss das Verbindungsstück 70 fest
nach unten in die Halterung gepresst werden, wobei die Seitenwände 72 gegen
die angrenzenden Seitenwände
der Vertiefung 56 gepresst werden.
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Vorteilhafterweise
sind Haltenasen 80 auf den jeweiligen gebogenen Seitenwänden 75, 76 vorgesehen,
die angepasst sind, um von entsprechend dimensionierten, in der
Ausnehmung 56 des Verbindungselements 50 ausgebildeten
Halteausnehmungen 81 aufgenommen zu werden. Beim vollständigem Einsetzen
des Verbindungsstücks 70 in
die Ausnehmung rastet das Verbindungsstück ein und wird darin gegen
jede außer
einer beabsichtigten Entfernung gehalten. Ein so gebildetes Verbindungsstück weist
drei Halteachsen entlang der X, Y und Z Achse auf.
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10 zeigt
ein T-förmiges
Verbindungsstück 90 umfassend
drei mit der Bezugsnummer 51 gekennzeichnete Bereiche,
die in jeglicher Hinsicht den Haltebereichen 51 der 9 entsprechen.
Eine der Ausnehmung 56 des Verbindungselements 50 (9)
entsprechende Ausnehmung 56 ist am Schnittpunkt der Achsen
der verschiedenen Halterbereiehe 51 angeordnet. Bei dem
Verbindungsstück 90 gemäß 10 ist
der in der Ausnehmung 56 ausgebildete Orientierungsschlüssel 58 mit
dem „Stamm" des t-förmigen Verbindungsstücks ausgerichtet.
In jeglicher funktioneller Hinsicht erfüllt das in der 10 gezeigte
Verbindungsstück 90 die
für das Verbindungselement 50 der 9 beschriebenen Funkionen,
unter anderem dessen Fähigkeit,
das Verbindungsstück 70 gemäß 8 aufzunehmen.
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Das
in 12 gezeigte Verbindungselement 100 weist
vier Halterungen 51 auf, welche entlang zweier sich kreuzender
Achsen angeordnet sind, wobei eine Ausnehmung 56 im Schnittpunkt
der beiden Achsen vorgesehen ist. Die Funktion des Verbindungselements 100 entspricht
der des Verbindungsstücks
der 9 und 10, mit Ausnahme der zusätzlichen
Verbindungsstückhalterung.
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Das
in der 14 gezeigte Verbindungselement 110 entspricht,
ausgenommen der Anordnung des Verbindungsstücks im Bereich der Ausnehmung 56 gemäß 10,
im wesentlichen dem Verbindungsstück 90 der 10.
Bei dem Verbindungsstück 110 der 14 weist
die Ausnehmung 56a gegenüberliegend zum Orientierungsschlüssel 58 eine offene
Seite auf. Der Abstand zwischen den äußeren Bereichen der Seitenwände 111 der
Ausnehmung 56a ist etwas größer als der Abstand zwischen
den inneren Bereichen der Seitenwände 112, wobei die Seitenwände eine
Schulter 113 in dem Bereich bilden, in dem sich die beiden
Seitenwandbereich treffen. Der Abstand zwischen den beiden gegenüberliegenden
Seitenwandbereichen 112 ist derart, dass zwei Verbindungsstücke 110 zusammengefügt werden
können,
wobei das eine Verbindungsstück
horizontal und das andere vertikal angeordnet ist, und wobei sich
die Achsen ihrer jeweiligen Halterungen 51 an einem gemeinsamen
Punkt kreuzen, wodurch eine Verbindungsstückanordnung gebildet wird,
die gegenüberliegende
Paare von Halterungen 51 entlang der X-, Y-, und Z-Achse
aufweist.
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Der
Abstand zwischen den äußeren Seitenwandbereichen 111 ist
ferner derart, dass die Aufnahme einer Hälfte eines Trägerelements 20 ermöglicht wird.
Die Anordnung ist derart, dass zwei Rücken-an-Rücken ausgerichtete Verbindungsstücke 110 einen
vertikal ausgerichteten Träger
zwischen sich aufnehmen können.
Die inneren Wandbereiche 112 der Ausnehmung 56a weisen
die gleiche Ausdehnung auf wie die Wände der Ausnehmung 56 des Verbindungsstücks der 10,
so dass ein Verbindungsstück 70 gemäß 8 mit
dem Verbindungsstück 110 durch
Einführen
des Zungenbereichs 72 in die Ausnehmung 56a verbunden
werden kann, wobei eine Hälfte
des Zungenbereichs 72 zwischen den inneren Wänden 112 die
Ausnehmung eingeklemmt hat.
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Alle
hier beschriebenen, verschiedenen Verbindungsstücke 50, 70, 90, 100 und 110 werden
vorzugsweise durch Spritzgießen
eines Plastikmaterials mit einem relativ hohem Härtegrad, wie zum Beispiel das
von der Firma Ticona (Geschäftsbereich
der Celanese AG) vertriebene Celcon Acetal-Copolymer, hergestellt.
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Eine
wie zum Beispiel in der 1 dargestellte erfindungsgemäße Struktur
kann Boden- und Wandplatten
in vorteilhafter Art und Weise aufnehmen. 2 zeigt
eine eingebaute und durch eine rechteckige Konstruktion aus Trägern 20 getragene Bodenplatte 120.
Die Bodenplatte ist so dimensioniert, dass ihre seitlichen Ränder 120 etwas
mehr als die Hälfte
der Trägerelemente überlappen,
wobei die Trägerelemente
unterhalb der Platte positioniert sind und diese somit tragen. Im
Bereich jeder der vier Ecken 121 der Bodenplatte befindet
sich jeweils eine rechtwinklige Aussparung, um eine vertikale Verbindungseinheit 70 in
die Struktur einzufügen,
wobei sich die vertikal ausgerichtete Verbindungseinheit von der
untersten Ebene des rechtwinkligen Verbindungsstücks 50 nach oben erstreckt.
Die Boden platten 120 sind entlang jeder ihrer Seitenkanten
mit je zwei Kerben 122 für die Aufnahme der Lokalisierungsvorsprünge 33 versehen,
die sich aufwärts
von den Kopfwänden 26 des
zugrundeliegenden Trägerelements 20 erstrecken.
Sobald die Platten 120 eingebaut sind, sitzen diese gehalten
durch die Eckaussparungen 121 und durch das Zusammenwirken
der Kerben 122 und der Lokalisierungsvorsprünge 33 fest
in der Struktur. Es ist aus der 2 zu entnehmen,
dass die äußeren Eckbereiche
der Trägerelemente 20 zwischen
den Enden der Platte 120 offen liegen, um eine Montage
der Seitenwände
zu ermöglichen.
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5, 6 und 13 zeigen
Einzelheiten einer Struktur unter Verwendung von erfindungsgemäßen Verbindungsstücken und
Trägern,
in welche gemäß 13 eine
Seitenwand 130 eingesetzt ist. In der besonderen, hier
veranschaulichten Ausführungsform
der Erfindung definiert ein aus Trägern 20, Trägern 21 und
Verbindungselementen 22 zusammengebautes Grundgerüst (gemäß 1)
eine für
den Einbau einer Seitenwand angepasste rechteckige Öffnung.
Hierbei kann die Platte opak sein, wenn sie aus einem nicht transparenten
Material hergestellt ist. Ferner kann sie aus einem klaren Kunststoffmaterial
hergestellt sein, um als Fenster verwendet zu werden. Gemäß 13 umfasst
die Platte 130 einen flachen zentralen Plattenbereich 131,
der von einem Randflansch 132 eingefasst ist. Die Außenmaße des Randflansches
sind derart bemessen, dass dieser in die durch einen der 1 entsprechenden Zusammenbau
zweier vertikal und zweier horizontal angeordneter Träger 21 und
Träger 20 definierte Öffnung passgenau
eingepasst werden kann. Wie in der 5 im Detail
gezeigt wird, entspricht die Breite des Randflansches 132 dem
Abstand zwischen einer äußeren Oberfläche einer
Trägerseitenwand
und dem Lokalisierungsvorsprung 33, der sich von der Kopfwand 26 des
Trägers
aufwärts
erstreckt. Wenn die Seitenwand eingebaut ist, so ist deren äußere Oberfläche bündig zu
den äußeren Oberflächen der
in 1 gezeigten Struktur. Vorteilhafterweise sind
die oberen und unteren Ausdehnungen des Randflansches 132 mit
Haltenasen 133 versehen, welche leicht von den äußeren Oberflächen des
Randflansches vorspringen und derart angeordnet sind, dass sie mit
den Halteausnehmungen 34 des Trägers 20 (siehe 7)
zusammentreffen. Wird eine Platte in eine Struktur gemäß
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1 eingesetzt,
müssen
die Haltenasen 133 zunächst
leicht über
die Kanten des Trägers 20 gepresst
werden, um anschließend
in die Halteausnehmungen 34 einzurasten; die Platte verbleibt
für den
normalen Gebrauch in ihrer Position.
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Die
vorliegende Erfindung dient lediglich der Veranschaulichung der
der Erfindung zugrunde liegenden Prinzipien, nicht einer abschließenden Beschreibung
ihrer Einsatzmöglichkeiten.
Zum Beispiel können
die Träger 20, 21 in
verschiedenen, abgestuften Längen
vorliegen, um Strukturen unterschiedlichster Länge und Form zu erhalten. Ebenso
können die
Verbindungsstücke
in vielfältigen
Konfigurationen unter Berücksichtigung
der hierin beschriebenen, grundlegenden erfindungsgemäßen Prinzipien
aufgebaut sein.
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Ein
signifikanter, praktischer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht
darin, dass eine Vielzahl ihrer Komponenten kompatibel mit Stab-
und Verbindungstücken
herkömmlicher
K'NEX Konstruktionsspielzeuge
ist. Die Stabelemente herkömmlicher K'NEX Sets können mit
den hierin beschriebenen Verbindungsstücken zusammengesetzt werden,
so dass das Aufbauen verschiedener Hybridstrukturen ermöglicht wird.
Obwohl die Flansch- und die Rillenstrukturen 29 bzw. 30 der
Trägerelemente 20, 21 eine rechteckige
Form aufweisen, entsprechen deren Ausmaße in der Breite einem kreisförmigen Flansch sowie
einer ringförmigen
Rille der Komponenten eines herkömmlichen
K'NEX Sets, so dass
die Endbereiche der üblichen
K'NEX Stäbe in die
erfindungsgemäßen Verbindungsstücken 50, 70 etc.
eingesetzt werden können;
die Verriegelungselemente 28 der Träger können von den herkömmlichen
Verbindungsstücken
der erhältlichen
K'NEX Sets aufgenommen werden.
Einige der in den anfänglich
zitierten U.S. Patenten vorteilhaften grundlegenden Merkmale sind in
der vorliegenden Struktur angepasst worden. Unter anderem wird das
Verbinden von Trägerelementen
mit Verbindungsstücken über ein
laterales Einrasten im Gegensatz zu einer axialen Einlegebewegung
ermöglicht.
Dies ermöglicht
den Zusammenbau vieler komplexer Strukturen im Gegensatz zu einem System,
in welchem die einzelnen Elemente durch axiales Einlegen miteinander
verbunden werden.
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Es
ist selbstverständlich,
dass die hier gezeigten und beschriebenen spezifischen Ausführungen
der Erfindung lediglich zur Darstellung gedacht sind, so dass bestimmte Änderungen
vorgenommen werden können,
ohne den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung zu verlassen.
Unter anderem beziehen sich die hier gezeigten Verweise bezüglich bestimmter
Ausrichtungen (z. B. vertikal, horizontal, etc.) auf die Elemente
in ihrer illustrierten Ausrichtung, ohne die Möglichkeiten, in welchen die
Komponenten im üblichen
Gebrauch ausgerichtet sein können,
zu limitieren. Dem entsprechend wird auf die folgenden Ansprüche Bezug
genommen, um den vollen Umfang der Erfindung zu bestimmen.