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Die
Erfindung betrifft einen Baustein mit einer planen ersten Fläche, einer
planen zweiten Fläche,
die rechtwinklig zur ersten Fläche
angeordnet ist, und einer planen dritten Fläche, die rechtwinklig zur ersten
Fläche
und zur zweiten Fläche
angeordnet ist.
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Mindestens
eine Fläche
des Bausteins ist als Anbaufläche
ausgebildet. An der Anbaufläche
des Bausteins kann ein Baustein oder können mehrere weitere Bausteine
durch Anklemmen kraftschlüssig befestigt
werden. Hierzu können
an der Fläche
beispielsweise ein Noppen oder typischerweise mehrere Noppen angeordnet
sein. Die Noppen können
in einer Reihe oder in einer Matrixform in mehreren Zeilen und Spalten
angeordnet sein. So können
die Noppen in zwei Spalten mit entweder zwei Zeilen, drei Zeilen,
vier Zeilen oder mehr als vier Zeilen angeordnet sein.
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Die
Noppen sind vorzugsweise zylinderförmig ausgebildet. Alternativ
können
die Noppen auch quaderförmig
oder konusförmig
geformt sein. Die Noppen stehen von der Fläche des Bausteins in Richtung
einer Flächennormalen
der Fläche
hervor.
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Alternativ
können
an der Fläche
zum Beispiel eine Aussparung oder mehrere Aussparungen angeordnet
sein. Die Aussparung reicht ins Innere des Bausteins hinein und
wird durch Seitenwände
begrenzt. Die Aussparung ist so geformt, dass ein Noppen oder mehrere
Noppen eines weiteren Bausteins in die Aussparung eingeführt werden
können,
wobei es zu einer Klemmwirkung zwischen Noppen und einem Teil einer
die Aussparung begrenzenden Seitenwand kommt. Beispielsweise kann
die Aussparung zylinderförmig,
quaderförmig
oder konusförmig
sein. Alternativ kann die Aussparung so ausgebildet sein, dass mehrere
Noppen bzw. alle Noppen einer Fläche eines
weiteren Bau steins in die Aussparung eingeführt werden können. In
diesem Fall kann es beispielsweise zu einer Klemmwirkung an den
Berührungsflächen zwischen
Noppen und Seitenwand der Aussparung kommen. Die Aussparung kann
darüber hinaus über Eingriffselemente
verfügen,
die sich mit den eingeführten
Noppen eines anderen Bausteins verklemmen. Die Eingriffselemente
können
beispielsweise im Innern der Aussparung angeordnete Zylinder sein.
Die Zylinder können
beispielsweise als Hohlkörper
ausgebildet sein. Weiterhin können
Stege zwischen sich gegenüberliegenden
Seitenwänden der
Aussparung angeordnet sein. Die Klemmwirkung zwischen Noppen und
Eingriffselement kann zusätzlich
oder alternativ zur Klemmwirkung zwischen Seitenwand der Aussparung
und Noppen wirken.
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Ein
solcher Baustein mit einer Noppen-Anbaufläche und einer der Noppen-Anbaufläche gegenüberliegenden
Anbaufläche
mit mindestens einer Aussparung ermöglicht ein Anbauen weiterer
Bausteine in einer Achse, wobei alle Bausteine in eine Richtung
ausgerichtet werden.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, einen Baustein anzugeben, mit dem auf
einfache Art und Weise mehrachsig gebaut werden kann und der neue
Konstruktionsmöglichkeiten
eröffnet.
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Diese
auf einen Baustein bezogene Aufgabe wird mit den in Patentanspruch
1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch einen Baustein mit einer planen ersten Fläche, einer planen zweiten Fläche, die
rechtwinklig zur ersten Fläche angeordnet
ist, einer planen dritten Fläche,
die rechtwinklig zur ersten Fläche
und zur zweiten Fläche
angeordnet ist. Der Baustein kann weiterhin eine plane vierte Fläche, die
parallel zu der ersten Fläche
angeordnet ist, eine plane fünfte
Fläche,
die parallel zu der zweiten Fläche
angeordnet ist, und eine plane sechste Fläche haben, die parallel zu
der dritten Fläche
angeordnet ist. Alle sechs Flächen
können
als Anbaufläche
ausgebildet sein. Dieser Baustein ermöglicht das Anbauen weiterer
Bausteine in sechs voneinander verschiedenen Richtungen. Beispielsweise
können
an allen Flächen
des Bausteins Noppen angeordnet sein. Alternativ kann an allen sechs
Flächen des
Bausteins jeweils mindestens eine Aussparung zur Aufnahme eines
oder mehrerer Noppen angeordnet sein. Der Baustein hat also eine
gleiche Ausgestaltung der Anbaufläche (Noppen oder Aussparung) an
allen sechs Flächen.
Hierdurch können
in allen sechs Baurichtungen Bausteine angebaut werden. So können weitere
Bausteine in allen Richtungen in der gleichen Art, z. B. mit den
Noppen nach außen vom
Baustein wegweisend, angebaut werden. Auf einer Achse angeordnete
Bausteine sind dann auf der einen Seite in eine Richtung ausgerichtet
und auf der anderen Seite in die entgegengesetzte Richtung ausgerichtet.
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Der
Baustein kann einstückig
sein. Durch die Einstückigkeit
des Bausteins wird ein besonders einfaches Bauen in mehreren Achsen
ermöglicht.
Die Einstückigkeit
regt zudem zum Anbauen an allen vorhandenen Flächen an und fördert somit
das konstruktive Bauen.
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Bei
einer anderen Weiterbildung hat der Baustein eine erste Seitenfläche, die
an die erste Fläche angrenzt
sowie eine zweite Seitenfläche,
die an die zweite Fläche
angrenzt, wobei die erste Seitenfläche und die zweite Seitenfläche eine
gemeinsame erste Kante haben. Die erste Fläche des Bausteins liegt in einer
ersten Ebene und die Ebene hat zu der ersten Kante einen ersten
Abstand größer als
Null Millimeter (mm), wobei der erste Abstand vorzugsweise kleiner als
1 cm ist. Somit wird ein erster Vorsprung gebildet. Die zweite Fläche des
Bausteins liegt beispielsweise in einer zweiten Ebene und die zweite
Ebene hat von der ersten Kante einen zweiten Abstand größer als
0 mm, wobei der zweite Abstand vorzugsweise kleiner als 2 cm ist.
Somit wird ein zweiter Vorsprung gebildet.
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Die
Abstände
der ersten Fläche
und der zweiten Fläche
zur ersten Kante sind eine Folge des Zusammenfügens von Einzelbausteinen zu
dem erfindungsgemäßen Baustein.
Die Abstände
hängen ab
von den Maßen
der zusammengefügten
Einzelbausteinen. Als Einzelbaustein kann beispielsweise ein herkömmlicher
Baustein mit nur einer Anbaufläche
mit Noppen und einer der Anbaufläche
mit Noppen abgewandten Fläche
mit einer Aussparung zur Aufnahme von Noppen verwendet werden. Darüberhinaus
vereinfachen die Abstände
zur ersten Kante das Anbauen und auch das Lösen weiterer Bausteine, da
der erfindungsgemäße Baustein
besonders gut greifbar und handhabbar ist.
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Bei
einer nächsten
Weiterbildung hat der Baustein weiterhin eine dritte Seitenfläche, die
an die erste Fläche
angrenzt und eine vierte Seitenfläche, die an die dritte Fläche angrenzt,
wobei die dritte Seitenfläche
und die vierte Seitenfläche
eine gemeinsame zweite Kante haben. Die dritte Fläche des
Bausteins liegt in einer dritten Ebene und die dritte Ebene hat
von der zweiten Kante einen dritten Abstand. Dieser Abstand zur
zweiten Kante resultiert beispielsweise wieder aus dem Zusammenfügen mehrerer Einzelbausteine
in drei zueinander rechtwinkligen Achsen.
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Bei
einer nächsten
Weiterbildung ist der Baustein ein erster Baustein mit einer vierten
Fläche,
die parallel zu der ersten Fläche
ist, einer fünften
Fläche, die
parallel zu der zweiten Fläche
ist und einer sechsten Fläche,
die parallel zu der dritten Fläche
ist. Der erste Baustein hat eine Breite von der ersten Fläche zur
vierten Fläche,
eine Länge
von der zweiten Fläche
zur fünften
Fläche
und eine Höhe
von der dritten zur sechsten Fläche.
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Bei
einer nächsten
Weiterbildung orientieren sich die Abmessungen des ersten Bausteins
an den Abmessungen eines zweiten Bausteins, z. B. eines Einzelbausteins.
Der Einzelbaustein kann beispielsweise ein herkömmlicher Baustein bzw. ein
Referenzbaustein mit nur einer Anbaufläche mit Noppen und einer der
Anbaufläche
mit Noppen gegenüberliegenden
Fläche
mit einer Aussparung zur Aufnahme von Noppen sein. Der Abstand zwischen
der Fläche mit
Noppen und der Fläche
mit der Aussparung wird als Bauhöhe
des zweiten Bausteins bezeichnet, wobei die Noppen also nicht mit
gemessen werden. Rechtwinklig zu dieser Bauhöhe hat der zweite Baustein
eine Länge
und eine Breite, wobei die Länge vorzugsweise
größer als
die Breite ist.
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Der
Wert der Breite des ersten Bausteins ist gleich dem Wert der zweifachen
Bauhöhe
des zweiten Bausteins und der Wert der Länge des ersten Bausteins ist
gleich dem Wert der zweifachen Bauhöhe plus dem Wert der Breite
des zweiten Bausteins. Die Abmessungen des ersten Bausteins sind
folglich ein Vielfaches des zweiten Bausteins. Dadurch, dass sich
der erste Baustein an den Abmessungen eines zweiten Bausteins orientiert,
ist ein Verbauen erster und zweiter Bausteine miteinander problemlos
möglich,
insbesondere ohne Verkanten.
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Bei
einer nächsten
Weiterbildung ist der Wert der Höhe
des ersten Bausteins gleich dem Wert der zweifachen Bauhöhe des zweiten
Bausteins plus dem Wert der Länge
des zweiten Bausteins. Dieser erste Baustein beruht in allen drei
Achsen auf den Abmessungen bzw. Kombinationen von Abmessungen eines
zweiten Bausteins, folglich ist ein Verbauen erster Bausteine und
zweiter Bausteine miteinander in allen Baurichtungen problemlos
möglich.
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Bei
einer anderen Weiterbildung ist der erste Baustein einstückig ausgebildet.
Der Baustein kann beispielsweise durch ein Spritzgussverfahren oder Formpressen
hergestellt werden. Dies bietet sich insbesondere bei großen Stückzahlen
an.
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Bei
einer nächsten
Weiterbildung ist der Baustein ein Verbund von zweiten Bausteinen,
z. B. von vier oder sechs zweiten Bausteinen. Hierdurch kann der
Baustein kostengünstig
hergestellt werden. Die Anschaffung eines separaten Werkzeugs zur
Herstellung des Bausteins ist nicht notwendig. Vielmehr kann auf
bereits vorhandene Werkzeuge (z. B. Formen) zur Herstellung herkömmlicher
Einzelbausteine zurückgegriffen
werden. Außerdem
ermöglicht
dies ein kompatibles Verbauen des ersten Bausteins mit zweiten Bausteinen,
die nicht zum ersten Baustein gehören.
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Bei
einer nächsten
Weiterbildung sind die zweiten Bausteine miteinander verklebt. Die
Verklebung stellt eine besonders haltbare und kostengünstige Möglichkeit
zum dauerhaften Zusammenfügen der
Bausteine dar. Hierdurch wird ein versehentliches Zerlegen des Verbundes
vermieden. Weiterhin bleibt die mehrachsige Konstruktionsvorgabe
dauerhaft erhalten.
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In
einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung außerdem einen Bausteinsatz.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen Bausteinsatz anzugeben,
welcher konkrete Konstruktionsvorgaben für mehrachsiges Bauen und neue
Kombinationsmöglichkeiten
eröffnet.
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Diese
auf einen Bausteinsatz bezogene Aufgabe wird mit den in Patentanspruch
14 angegebenen Merkmalen gelöst.
Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch einen Bausteinsatz mit einem ersten Baustein mit einer planen ersten
Fläche,
einer planen zweiten Fläche,
die rechtwinklig zur ersten Fläche
angeordnet ist, einer planen dritten Fläche, die rechtwinklig zur ersten
Fläche
und zur zweiten Fläche
angeordnet ist und einem Verbindungsbaustein mit einer planen ersten
Fläche und
einer der ersten Fläche
abgewandten planen zweiten Fläche.
Vorzugsweise sind die erste Fläche, die
zweite Fläche
und die dritte Fläche
des ersten Bausteins als Anbauflächen
ausgebildet. Beispielsweise sind an der ersten, zweiten und dritten
Fläche Noppen
ausgebildet. An der ersten Fläche
und der zweiten Fläche
des Verbindungsbausteins ist eine Aussparung zur Aufnahme eines
oder mehrerer Noppen ausgebildet. Alternativ sind an der ersten
Fläche, der
zweiten Fläche
und der dritten Fläche des
ersten Bausteins Aussparungen zur Aufnahme eines oder mehrerer Noppen
ausgebildet und die erste Fläche und
die zweite Fläche
des Verbindungsbausteins sind als Anbauflächen mit Noppen ausgebildet.
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Ein
solcher Bausteinsatz ermöglicht
das Verbauen des erfindungsgemäßen Bausteins
mit weiteren Bausteinen sowie dem Verbindungsbaustein. Insbesondere
können
hierdurch zwei Bausteine mit den Noppen bzw. Aussparungen einander
zugewandt durch den Verbindungsbaustein verbunden werden. Hierdurch
ermöglicht
der Bausteinsatz mehrdimensionale Bausteinanordnungen zu bauen. So
können
z. B. Modelle von Hochhäusern
oder Brückenkonstruktionen
realitätsnah
nachgebaut werden, weil auch aufeinander zuweisende artgleiche Anbauflächen (Flächen mit
Noppen oder Flächen
mit Aussparungen) durch den Verbindungsbaustein verbunden werden
können.
Beispielsweise können
quaderförmige
oder würfelförmige Teilstrukturen
aufgebaut werden. Hierbei bilden die Bausteine beispielsweise die
Kanten eines Quaders ab, z. B. werden die erfindungsgemäßen Bausteine
als Ecksteine verwendet und die Verbindungsbausteine sind zwischen
zwei Ecksteinen angeordnet. Als weiteres Beispiel können mehrere
senkrechte Bausteingruppen in einer oder mehreren Ebenen durch weitere
Bausteingruppen als Querstreben miteinander verbunden werden. Die Querstreben
sind dabei vorteilhafterweise als einreihige Bausteingruppe ausgebildet.
Dies ermöglicht ein
besonders einfaches Aufbauen von Körpern mit komplexer Geometrie.
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Der
Bausteinsatz kann beispielsweise als Set eines oder mehrerer Bausteine
und eines oder mehrerer Verbindungsbausteine angeboten werden. Hierbei
können
sowohl Bausteine mit Noppen an den Anbauflächen als auch Bausteine mit
Aussparungen zur Aufnahme von Noppen an den Anbauflächen im Bausteinsatz
enthalten sein. Zusätzlich
kann der Bausteinsatz ein oder mehrere herkömmliche Bausteine, z. B. Einzelbausteine
enthalten. Der Verbindungsbaustein ist von einem herkömmlichen
Baustein verschieden. Beispielsweise sind am Verbindungsbaustein
so wohl an seiner ersten Fläche
als auch an seiner zweiten Fläche
Noppen angeordnet, oder alternativ sind am Verbindungsbaustein sowohl an
seiner ersten Fläche
als auch an seiner zweiten Fläche
mindestens eine Aussparung zur Aufnahme eines oder mehrerer Noppen
angeordnet. Im Bausteinsatz können
sowohl Verbindungsbausteine mit Noppen an den Flächen als auch Verbindungsbausteine
mit Aussparungen zur Aufnahme von Noppen enthalten sein. Durch die
Verwendung eines Verbindungsbausteins in Kombination mit einem erfindungsgemäßen Baustein
können
mehrachsige Bausteinanordnungen mit den voranstehend für den Bausteinsatz
beschrieben Vorteilen hergestellt werden.
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In
einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung außerdem eine Bausteinanordnung.
Es ist weiterhin eine Aufgabe der Erfindung Bausteinanordnungen
mit größeren Kombinationsmöglichkeiten
anzugeben.
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Die
auf eine Bausteinanordnung bezogene Aufgabe wird durch die Merkmale
des Patentanspruchs 16 gelöst.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Bausteinanordnung gelöst mit einem ersten erfindungsgemäßen Baustein,
mit einem zweiten erfindungsgemäßen Baustein
und mindestens einer Bausteingruppe mit mindestens einem dritten
Baustein und mindestens einem Verbindungsbaustein mit einer planen
ersten Fläche
und einer der ersten Fläche
abgewandten zweiten Fläche.
Die dritten Bausteine der Bausteingruppe sind z. B. untereinander
gleich aufgebaut. Der Verbindungsbaustein ist anders als der dritte
Baustein der Bausteingruppe aufgebaut. Der erste Baustein und der
zweite Baustein sind durch die Bausteingruppe und den Verbindungsbaustein
verbunden, gegebenenfalls unter Verwendung weiterer Bausteine.
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Die
Bausteingruppe kann aus einem einzigen herkömmlichen Baustein, z. B. einem
Einzelbaustein bestehen, alternativ kann die Bausteingruppe mehrere
miteinander verbundene herkömmliche Bausteine
umfassen.
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Ein
solche Bausteinanordnung kann beispielsweise unter Verwendung des
erfindungsgemäßen Bausteinsatzes
aufgebaut werden und ermöglicht
das Aufbauen mehrdimensionaler Gebäude und anderer Bauwerke mit
den Vorteilen wie voranstehend für
den Bausteinsatz beschrieben.
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Bei
einer Weiterbildung sind eine erste Fläche des ersten Bausteins und
eine erste Fläche
des zweiten Bausteins als Anbauflächen mit Noppen ausgebildet
und an der ersten Fläche
und an der zweiten Fläche
des Verbindungsbausteins ist eine Aussparung zur Aufnahme eines
oder mehrerer Noppen angeordnet.
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Bei
einer anderen Weiterbildung sind an der ersten Fläche des
ersten Bausteins und an der ersten Fläche des zweiten Bausteins eine
Aussparung zur Aufnahme eines oder mehrerer Noppen angeordnet und
die erste Fläche
und die zweite Fläche
des Verbindungsbausteins sind als Anbauflächen mit Noppen ausgebildet.
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Die
Formulierung „kann” bedeutet
im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine tatsächliche technische Realisierung
oder aber dass eine technische Möglichkeit
besteht.
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Im
Folgenden werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Darstellung eines Bausteins gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
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2A eine
perspektivische Darstellung eines Bausteins gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
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2B eine
Draufsicht des erfindungsgemäßen Bausteins
von 2A,
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3A eine
perspektivische Darstellung eines Verbindungsbausteins,
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3B eine
Draufsicht des Verbindungsbausteins aus 3 gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel,
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3C eine
Schnittansicht des Verbindungsbausteins entlang des Schnitts C-C
von 3B gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel,
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3D eine
Draufsicht des Verbindungsbausteins von 3 gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel,
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3E eine
Schnittansicht entlang des Schnitts E-E des Verbindungsbausteins
aus 3D gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel,
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4 eine
Bausteinanordnung unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Bausteins
und Verbindungsbausteins.
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1 zeigt
einen Baustein 10 gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Der Baustein 10 ist einstückig ausgebildet
und hat eine plane bzw. ebene erste Fläche 100. An der ersten
Fläche 100 sind
mehrere, nämlich
acht, Noppen 140 angeordnet, die in Richtung einer zur
ersten Fläche 100 rechtwinkligen
ersten Flächennormalen 120 von
der ersten Fläche 100 hervorstehen.
Der Baustein 10 hat eine zweite Fläche 200 mit einer
zweiten Flächennormalen 220,
die rechtwinklig zur ersten Flächennormalen 120 angeordnet
ist. An der zweiten Fläche sind
acht Noppen 240 angeordnet, die in Richtung der zweiten
Flächennormalen 220 von
der zweiten Fläche 200 vorstehen.
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Weiterhin
hat der Baustein 10 eine dritte Fläche 300 mit einer
dritten Flächennormalen 320,
die rechtwinklig zur ersten Flächennormalen 120 und
zur zweiten Flächennormalen 220 angeordnet
ist. An der dritten Fläche 300 sind
vier Noppen 340 angeordnet, die in Richtung der dritten
Flächennormalen 320 hervorstehen.
Weiterhin hat der Baustein eine plane vierte Fläche 400 mit einer
vierten Flächennormalen 420,
die in eine der ersten Flächennormalen 120 entgegengesetzte
Richtung weist. An der vierten Fläche sind (nicht dargestellte)
acht Noppen angeordnet, die in Richtung der vierten Flächennormalen 420 hervorstehen.
Weiterhin hat der Baustein 10 eine plane fünfte Fläche 500 mit
einer fünften
Flächennormalen 520,
die in eine der zweiten Flächennormalen 220 entgegengesetzte
Richtung weist. An der fünften
Fläche 500 sind
(nicht dargestellte) acht Noppen angeordnet, die in Richtung der
fünften
Flächennormalen 520 hervorstehen.
Der Baustein hat weiterhin eine plane sechste Fläche 600 mit einer
sechsten Flächennormalen 620,
die in eine der dritten Flächennormalen 320 entgegengesetzte
Richtung weist. An der sechsten Fläche 600 sind vier
Noppen 640 angeordnet, die in Richtung der sechsten Flächennormalen 620 hervorstehen.
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Alle
sechs Flächen
des Bausteins 10 sind als Anbauflächen ausgebildet. Gemäß 1 haben
die erste (100), die zweite (200), die vierte
(400) und fünfte
(500) Fläche
die gleiche Anzahl Noppen, nämlich
jeweils acht Noppen in vier Zeilen und zwei Spalten. Die dritte
(300) und sechste (600) Fläche haben jeweils 4 Noppen
in zwei Zeilen und zwei Spalten. Alternativ können alle sechs Flächen die
gleiche Anzahl Noppen haben oder eine zueinander unterschiedliche
Anzahl von Noppen haben.
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In 1 sind
alle Flächen
des Bausteins 10 als Anbauflächen mit Noppen dargestellt.
Alternativ kann auch an allen sechs Flächen des Bausteins 10 jeweils
mindestens eine Aussparung zur Aufnahme eines oder mehrerer Noppen
ausgebildet sein.
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Der
Baustein ist vorzugsweise aus einem Kunststoff ausgebildet, wie
z. B. Polycarbonat oder Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS). Der Baustein
kann beispielsweise durch ein Spritzgussverfahren oder Formpressen
hergestellt werden. Der Baustein kann als Hohlkörper ausgebildet sein, alternativ
kann der Baustein massiv, d. h. ohne Hohlräume ausgebildet, sein.
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2A zeigt
einen Baustein 10A gemäß eines
zweiten Ausführungsbeispiels
der Erfindung. Der Baustein 10A hat eine plane bzw. ebene
erste Fläche 100A.
An der ersten Fläche 100A sind
mehrere, nämlich
acht, Noppen 140A angeordnet, die in Richtung einer zur
ersten Fläche 100A rechtwinkligen
ersten Flächennormalen 120A von
der ersten Fläche 100A hervorstehen.
Der Baustein 10A hat eine zweite Fläche 200A mit einer
zweiten Flächennormalen 220A,
die rechtwinklig zur ersten Flächennormalen 120A angeordnet
ist. An der zweiten Fläche
sind acht Noppen 240A angeordnet, die in Richtung der zweiten
Flächennormalen 220A von
der zweiten Fläche 200A vorstehen.
Weiterhin hat der Baustein 10A eine dritte Fläche 300A mit
einer dritten Flächennormalen 320A,
die rechtwinklig zur ersten Flächennormalen 120A und
zur zweiten Flächennormalen 220A angeordnet
ist. An der dritten Fläche 300A sind
acht Noppen 340A angeordnet, die in Richtung der dritten
Flächennormalen 320A hervorstehen.
Weiterhin hat der Baustein eine plane vierte Fläche 400A mit einer
vierten Flächennormalen 420A,
die in eine der ersten Flächennormalen 120A entgegengesetzte
Richtung weist. An der vierten Fläche sind (nicht dargestellte) acht
Noppen angeordnet, die in Richtung der vierten Flächennormalen 420A hervorstehen.
Weiterhin hat der Baustein 10A eine plane fünfte Fläche 500A mit einer
fünften
Flächennormalen 520A,
die in eine der zweiten Flächennormalen 220A entgegengesetzte Richtung
weist. An der fünften
Fläche 500A sind
acht Noppen angeordnet, die in Richtung der fünften Flächennormalen 520A hervorstehen.
Der Baustein hat weiterhin eine plane sechste Fläche 600A mit einer sechsten
Flächennormalen 620A,
die in eine der dritten Flächennormalen 320A entgegengesetzte
Richtung weist. An der sechsten Fläche 600A sind acht Noppen 640A angeordnet,
die in Richtung der sechsten Flächennormalen 620A hervorstehen.
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Gemäß 2A sind
alle sechs Flächen
als Anbauflächen
ausgebildet. In der 2A haben alle Flächen die
gleiche Anzahl von Noppen, nämlich acht
Noppen, die in vier Zeilen und zwei Spalten angeordnet sind. Alternativ
können
die Flächen eine
unterschiedliche Anzahl von Noppen aufweisen. Beispielsweise können gegenüberliegende
Flächen
die gleiche Anzahl Noppen aufweisen. So kann beispielsweise die
dritte Fläche 300A und
die sechste Fläche 600A eine
andere Anzahl von Noppen aufweisen, wie beispielsweise vier Noppen
in zwei Zeilen und zwei Spalten, oder sechs Noppen in drei Zeilen und
zwei Spalten oder eine Anzahl von Noppen in nur einer Spalte.
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Der
Baustein gemäß 2A ist
einstückig ausgebildet.
Jedoch kann der Baustein 10A auch als Verbund zweiter Bausteine
ausgebildet sein. Dies ist in 2A durch
die strichlinierten Linien angedeutet. Hierzu können beispielsweise zweite
Bausteine, wie z. B. Einzelbausteine, zusammengefügt werden.
Als ein Beispiel können
sechs Einzelbausteine, die Noppen an nur einer Fläche aufweisen,
zu einem Baustein gemäß 2A zusammengefügt werden.
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Beispielsweise
werden ein erster und ein zweiter Einzelbaustein so aneinander gefügt, z. B. geklebt,
dass die Flächen
mit Noppen des ersten und zweiten Einzelbausteins einander abgewandt
sind. Ein dritter Einzelbaustein wird dann so an den Verbund aus
erstem und zweitem Einzelbaustein gefügt, dass die Fläche mit
Noppen des dritten Einzelbausteins rechtwinklig zu den Flächen mit
Noppen des ersten und zweiten Einzelbausteins ist. Ein vierter Einzelbaustein
wird dann auf der dem dritten Einzelbaustein gegenüberliegenden
Seite an den Verbund aus erstem und zweiten Baustein gefügt, so dass
die Fläche
mit Noppen des vierten Bausteins der Fläche mit Noppen des dritten
Einzelbausteins abgewandt ist. Ein fünfter Einzelbaustein wird dann
so an den Verbund aus erstem, zweitem, drittem und viertem Einzelbaustein
gefügt,
dass die Fläche
mit Noppen des fünften
Bausteins rechtwinklig zu den Flächen mit
Noppen des ersten und dritten Bausteins ist. Ein sechster Einzelbaustein
wird dann auf der dem fünften
Einzelbaustein gegenüberliegenden
Seite an den Verbund aus Einzelbausteinen gefügt, so dass die Fläche mit
Noppen des sechsten Einzelbausteins der Fläche mit Noppen des fünften Einzelbausteins
abgewandt ist.
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Hierzu
können
die zweiten Bausteine bzw. Einzelbausteine dauerhaft miteinander
verbunden werden. Ein solch dauerhafter Verbund kann nur unter in
Kaufnahme einer Beschädigung
oder einer Zerstörung
der Einzelbausteine gelöst
werden. Beispielsweise kann ein solcher Verbund durch Verkleben
der zweiten Bausteine erreicht werden, alternativ können die
zweiten Bausteine, insbesondere wenn es sich um Kunststoffbausteine
handelt, verschweißt werden.
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In
einer nicht dargestellten Ausgestaltung kann der Baustein an der
dritten (300A) und sechsten Fläche (600A) weder Noppen
noch eine Aussparung zur Aufnahme von Noppen aufweisen. Vorzugsweise hat
der Baustein in dieser Ausgestaltung an der ersten (100A),
zweiten (200A), vierten (400A) und fünften (500A)
Fläche
jeweils Noppen angeordnet. Ein solcher Baustein kann beispielsweise
durch einen Verbund von vier zweiten Bausteinen ausgebildet werden.
Dieser Verbund kann wie voranstehend beschrieben ausgebildet werden,
wobei nur ein erster, zweiter, dritter und vierter Einzelbaustein
zusammengefügt
werden.
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2B zeigt
eine Draufsicht des Bausteins 10A aus 2A.
Die Maße
des Bausteins 10A orientieren sich an den Maßen eines
zweiten Bausteins. Der zweite Baustein kann z. B. ein Baustein sein,
der Noppen nur an einer Fläche
hat. Auf der den Noppen abgewandten Seite hat der zweite Baustein
eine Aussparung zum Eingriff von Noppen. Der zweite Baustein hat
eine Bauhöhe,
die dem Abstand zwischen der Fläche
mit Noppen und der Fläche
mit der Aussparung entspricht, wobei die Noppen nicht mit gemessen
werden. Rechtwinklig zu dieser Bauhöhe hat der zweite Baustein
eine Länge
und eine Breite, wobei die Länge
vorzugsweise größer als
die Breite ist. Der zweite Baustein kann beispielsweise eine Bauhöhe mit einem
Wert von 9,59 mm bis 9,61 mm, eine Breite mit einem Wert von 15,99
mm bis 16,01 mm und eine Länge
mit einem Wert von 31,99 mm bis 32,01 mm haben. Dies entspricht
einem zweiten Baustein mit 8 Noppen in 2 Zeilen und vier Spalten.
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Der
Baustein 10A gemäß 2B hat
eine Breite x14 von der ersten Fläche 100A bis
zur vierten Fläche 400A,
wobei der Wert der Breite x14 so groß ist wie
der doppelte Wert der Bauhöhe
eines zweiten Bausteins, beispielsweise hat die Breite x14 einen Wert von 19,18 mm bis 19,22 mm.
Der Baustein 10A hat weiterhin eine Länge y25 von
der zweiten Fläche 200A zur
fünften
Fläche 500A,
wobei der Wert der Länge
y25 so groß ist wie der zweifache Wert
der Bauhöhe
plus dem Wert der Breite des zweiten Bausteins, beispielsweise hat
die Länge
y25 einen Wert von 35,17 mm bis 35,23 mm.
Darüber
hinaus hat der Baustein 10A eine Höhe z36 von
der dritten Fläche 300A zur
sechsten Fläche 600A (s. 2A),
wobei der Wert der Höhe
z36 so groß ist wie der zweifache Wert
der Bauhöhe
plus dem Wert der Länge
des zweiten Bausteins, beispielsweise hat die Höhe z36 einen
Wert von 51,17 mm bis 51,23 mm.
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Die
Maße des
ersten Bausteins, d. h. Bausteinhöhe, Länge und Breite, können je
nach verwendetem zweiten Baustein variieren. So kann beispielsweise
ein zweiter Baustein verwendet werden mit zwei Noppen, die in zwei
Zeilen und zwei Spalten angeordnet sind, oder ein zweiter Baustein
mit sechs Noppen, die in zwei Zeilen und drei Spalten angeordnet
sind, oder es können
zweite Bausteine mit anderer Noppenanzahl und Noppenanordnung verwendet werden.
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Alternativ
kann der zweite Baustein z. B. eine Länge mit einem Wert von 15,99
mm bis 16,01 mm und eine Breite mit einem Wert von 15,99 mm bis 16,01
mm haben, oder der zweite Baustein kann eine Länge mit einem Wert von 23,99
mm bis 24,01 mm und eine Breite mit einem Wert von 15,99 mm bis 16,01
mm haben. Beispielsweise kann der zweite Baustein auch ein Vielfaches
der voranstehend genannten Maße
umfassen, wie z. B. das Doppelte der genannten Maße.
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Gemäß 2A bzw. 2B springen
die Anbauflächen 100A, 200A, 300A, 400A, 500A, 600A des
Bausteins 10A in Richtung der jeweiligen Flächennormalen 120A, 220A, 320A, 420A, 520A, 620A unter
Bildung eines Vorsprungs gegenüber dem
restlichen Baustein 10A hervor.
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Gemäß 2A hat
der Baustein 10A eine erste Seitenfläche 170A, die an die
erste Fläche 100A angrenzt,
und eine zweite Seitenfläche 270A, die
an die zweite Fläche 200A angrenzt,
wobei die erste Seitenfläche
und zweite Seitenfläche
eine gemeinsame zurückgesetzte
bzw. konkave erste Kante 150A haben.
-
2B zeigt,
dass die erste Fläche 100A in einer
ersten Ebene liegt und die erste Ebene von der ersten Kante 150A in
Richtung der ersten Flächennormalen 120A um
einen ersten Abstand x12 beabstandet ist.
Die zweite Fläche 200A liegt
in einer zweiten Ebene und die zweite Ebene ist von der ersten Kante 150A in
Richtung der zweiten Flächennormalen 220A um
einen zweiten Abstand y12 beabstandet. Anders
ausgedrückt
ist die erste Kante 150A gegenüber der ersten Fläche 100A und
der zweiten Fläche 200A zurückgesetzt.
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Gemäß 2A grenzt
weiterhin eine dritte Seitenfläche 172A an
die erste Fläche 100A an
und eine vierte Seitenfläche 370A grenzt
an die dritte Fläche 300A an,
wobei die dritte Seitenfläche
und die vierte Seitenfläche
eine gemeinsame zweite Kante 160A haben.
-
2B zeigt,
dass die dritte Fläche 300A in einer
dritten Ebene liegt und die dritte Ebene von der zweiten Kante 160A in
Richtung der dritten Flächennormalen 320A um
einen dritten Abstand z13 beabstandet ist.
Weiterhin grenzt eine fünfte
Seitenfläche an
die erste Fläche 100A an
und eine sechste Seitenfläche
grenzt an die fünfte
Fläche 500A an,
wobei die fünfte
Seitenfläche
und die sechste Seitenfläche
eine gemein samen dritte Kante haben. Die erste Ebene, in der die
erste Fläche 100A liegt,
ist von der dritten Kante in Richtung der ersten Flächennormalen 120A um
einen vierten Abstand x15 beabstandet. Die
fünfte Fläche 500A liegt
in einer fünften
Ebene und die fünfte
Ebene ist von der dritten Kante in Richtung der fünften Flächennormalen 520A um
einen fünften
Abstand y15 beabstandet. Eine siebte Seitenfläche grenzt
an die zweite Fläche 200A an
und eine achte Seitenfläche
grenzt an die vierte Fläche 400A an,
wobei die siebte Seitenfläche
und die achte Seitenfläche eine
gemeinsame vierte Kante haben. Die vierte Fläche 400A liegt in
einer vierten Ebene und die vierte Ebene ist von der vierten Kante
in Richtung der vierten Flächennormalen 420A um
einen sechsten Abstand x24 beabstandet.
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Weiterhin
ist die zweite Ebene, in der die zweite Fläche 200A liegt, von
der vierten Kante in Richtung der zweiten Flächennormalen 220A um
einen siebten Abstand y24 beabstandet. Eine
neunte Seitenfläche
grenzt an die vierte Fläche 400A an
und eine zehnte Seitenfläche
grenzt an die fünfte
Fläche 500A an,
wobei die neunte Seitenfläche
und die zehnte Seitenfläche
eine gemeinsame fünfte
Kante haben. Die vierte Ebene, in der die vierte Fläche 400A liegt,
ist von der fünften
Kante um einen achten Abstand x45 beabstandet.
Die fünfte
Ebene, in der die fünfte
Fläche 500A liegt,
ist von der fünften
Kante um einen neunten Abstand y45 beabstandet.
Eine elfte Seitenfläche
grenzt an die zweite Fläche 100A an und
eine zwölfte
Seitenfläche
grenzt an die sechste Fläche 600A an,
wobei die elfte Seitenfläche
und die zwölfte
Seitenfläche
eine gemeinsame sechste Kante haben. Die sechste Fläche 600A liegt
in einer sechsten Ebene und ist von der sechsten Kante um einen
Abstand z16 beabstandet.
-
Vorzugsweise
ist der Baustein 10A achsensymmetrisch aufgebaut, das heißt beispielsweise sind
der erste Abstand x12, der vierte Abstand
x15, der sechste Abstand x24 und
der achte Abstand x45 gleich groß. Ebenso
können
der zweite Abstand y12, der fünfte Abstand
y15, der siebte Abstand y24 und
der neunte Abstand y45 gleich groß sein.
Der dritte Abstand z13 und der zehnte Abstand
z16 können
ebenfalls gleich groß sein.
Beispielsweise können
der erste, vierte, sechste und achte Abstand x12,
x15, x24 und x45 jeweils einen Wert von 1,5 mm bis 1,7
mm haben, der zweite, fünfte,
siebte und neunte Abstand y12, y15, y24 und y45 können
jeweils einen Wert von 9,5 mm bis 9,7 mm haben und der dritte und
zehnte Abstand z13 und z16 können jeweils
einen Wert von 9,5 mm bis 9,7 mm haben.
-
Der
Baustein 10A ist in dem voranstehend erläuterten
Ausführungsbeispiel
mit Noppen an allen sechs Flächen
ausgebildet. Alternativ können
nur vier Seiten des Bausteins 10A als Anbauflächen mit Noppen
ausgestaltet sein. Beispielsweise können an den ersten, zweiten,
vierten und fünften
Seiten 100A, 200A, 400A und 500A des
Bausteins 10A Noppen ausgebildet sein. Die dritte und sechste
Fläche 300A und 600A des
Bausteins 10A können
bei dieser Ausgestaltung ohne Noppen ausgebildet sein. Alternativ kann
an der dritten und sechsten Fläche 300A und 600A eine
Aussparung zur Aufnahme eines oder mehrerer Noppen angeordnet sein.
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In
einer weiteren Alternative kann keine der Flächen eine Anbauflächen mit
Noppen sein. Stattdessen kann an allen Flächen des Bausteins 10A eine
Aussparung zur Aufnahme eines oder mehrerer Noppen angeordnet sein.
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3A zeigt
eine perspektivische Darstellung eines Verbindungsbausteins 90.
Der Verbindungsbaustein hat einen quaderförmigen Körper gebildet aus vier Seitenwänden. Eine
erste plane bzw. ebene Fläche 900 des
Verbindungsbausteins weist eine Aussparung 940 auf. Eine
der ersten Fläche 900 gegenüberliegende
plane zweite Fläche 920 des
Verbindungsbausteins 90 weist ebenfalls eine Aussparung
auf. Die Aussparung ist so geformt, dass ein oder mehrere Noppen
eines weiteren Bausteins in die Aussparung eingeführt werden
können,
wobei es zu einer Klemmwirkung zwischen Noppen und einem Teil der
die Aussparung begrenzenden Seitenwand kommt. Beispielsweise hat
die Aussparung 940 einen rechteckigen Querschnitt mit einer
Breite und einer Länge,
die vorzugsweise größer als
die Breite ist. Die Länge
der Aussparung ist so gewählt,
dass sie dem Abstand zweier Noppen (bezogen auf die Mittelachsen
der Noppen) plus dem Durchmesser eines Noppens entspricht. Der Abstand
zweier Noppen kann sich auf nebeneinander liegende Noppen beziehen,
alternativ können
ein oder mehrere weitere Noppen zwischen den Noppen angeordnet sein,
deren Abstand für
die Länge
der Aussparung entscheidend ist. Ebenso richtet sich die Breite
der Aussparung nach dem Abstand zweier Noppen (bezogen auf die Mittelachsen
der Noppen) plus dem Durchmesser eines Noppens. Beispielsweise kann
die Aussparung eine Länge
mit einem Wert von 28,99 mm bis 29,01 mm und eine Breite mit einem
Wert von 12,99 mm bis 13,01 mm haben.
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3B zeigt
eine Draufsicht des Verbindungsbausteins 90 aus 3A gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel.
Der Verbindungsbaustein 90 hat eine durchgehende Aussparung 940,
die von der ersten Fläche 900 bis
zur zweiten Fläche 920 reicht. 3C ist
eine Schnittansicht des Verbindungsbausteins aus 3B entlang
des Schnittes C-C und veranschaulicht die durchgehende Aussparung 940.
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In 3D ist
eine Draufsicht des Verbindungsbausteins aus 3A gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
gezeigt. Im Inneren des Bausteins 90A sind mehrere zylinderförmige Körper 980 angeordnet. 3E zeigt
eine Schnittansicht des Verbindungsbausteins 90A aus 3D entlang
eines Schnittes E-E.
Der Verbindungsbaustein 90A hat an einer ersten Fläche 900A eine
erste Aussparung 940A und an einer zweiten Fläche 920A eine
zweite Aussparung 940B, die durch einen Quersteg 960 getrennt
sind. Beim Einführen
von Noppen in die Aussparung des Verbindungsbausteins 90A kommt
es zu einer Klemmwirkung zwischen den Noppen und den im Innern der
Aussparung 940A bzw. 940B angeordneten Zylindern 980.
-
Die
Zylinder 980A sind beispielsweise als Hohlkörper ausgebildet.
Es ist zu erkennen, dass die Zylinder 980 beispielsweise
mittels eines Querstegs 960 mit dem Verbindungsbaustein 90A verbunden sein
können.
Der Quersteg 960 führt
zu einer erhöhten
Stabilität
des Verbindungsbausteins. Die Körper 980 im
Inneren des Verbindungsbausteins 90A sind gemäß 3E zylinderförmig ausgebildet.
Alternativ können
jedoch auch anders geformte Stege und Elemente im Inneren des Verbindungsbausteins
angeordnet sein, die ebenfalls zu einer Klemmwirkung zwischen dem
Verbindungsbaustein und eingeführten
Noppen eines weiteren Bausteins führen.
-
4 zeigt
eine Bausteinanordnung 2 unter Verwendung mehrerer erfindungsgemäßer Bausteine
sowie eines Verbindungsbausteins. Ein erster Baustein 10B ist
mit einem zweiten Baustein 10C durch eine Bausteingruppe 20 und
einen Verbindungsbaustein 90B verbunden. Ebenso können auf beiden
Seiten des Verbindungsbausteins Bausteingruppen angeordnet sein,
so dass z. B. der erste Baustein 10B durch eine erste Bausteingruppe,
den Verbindungsbaustein 90B und eine zweite Bausteingruppe
mit dem zweiten Baustein 10C verbunden ist.
-
In 4 ist
die Bausteingruppe 20 schraffiert dargestellt als ein Verbund
von zwei dritten Bausteinen 30. Alternativ können jedoch
nur ein dritter Baustein 30 oder drei oder mehrere miteinander
verbundene dritte Bausteine 30 als Bausteingruppe verwendet
werden. Als dritte Bausteine 30 können beispielsweise herkömmliche
Bausteine mit nur einer Anbaufläche
mit Noppen und einer der Anbaufläche
mit Noppen gegenüberliegenden
Fläche
mit Aussparung verwendet werden.
-
Die
Bausteine 10B und 10C können wie die Bausteine 10, 10A ausgebildet
sein und der Verbindungsbaustein 90B kann wie der Verbindungsbaustein 90, 90A ausgebildet
sein. Die Bausteine 10B und 10C ermöglichen
ein Anbauen weiterer Bausteine in drei verschiedenen Achsen. Das
Anbauen in eine Achsrichtung kann durch Verwenden von einachsigen
Bausteinen und/oder durch Verwenden von mehrachsigen Bausteinen 10 erfolgen.
Durch das Verwenden eines Verbindungsbausteins 90B, der
auf zwei gegenüberliegenden
Seiten 900 und 920 je eine Aussparung zur Aufnahme
von Noppen hat, können mehrachsige
Bausteingruppen miteinander verbunden werden. In 4 ist
ersichtlich, dass hierdurch mehrachsige Bausteine miteinander verbunden
werden können
und mehrachsige Bausteinanordnungen 2 gebaut werden können.
-
Beispielsweise
kann durch Verwenden von acht erfindungsgemäßen mehrachsigen Bausteinen 10 als
Eckbausteine und zwölf
Verbindungsbausteinen 90B zum Verbinden der Eckbausteine
eine Würfel-
oder quaderförmige
Bausteinanordnung gebaut werden.
-
Alternativ
können
in der Bausteinanordnung auch zwei Eck-Bausteine verbunden werden, ohne dass
ein Verbindungsbaustein verwendet werden muss. Wenn beispielsweise
ein Eckstein der Bausteinanordnung ein erster Baustein mit Noppen
an den Anbauflächen
ist und ein zweiter Eckstein der Anordnung ein zweiter Baustein
mit Aussparungen ist, können
der erste Baustein und der zweite Baustein durch eine Bausteingruppe
verbunden werden, ohne dass ein Verbindungsbaustein notwendig ist. Diese
ersten Bausteine und diese zweiten Bausteine können ebenfalls in einem Set
verkauft werden, z. B. in einem Beutel oder Karton.
-
Obwohl
der Baustein 10, 10A, 10B, 10C gemäß der hier
dargestellten Ausführungsbeispiele
an allen Flächen
Noppen aufweist und der Verbindungsbaustein 90, 90A, 90B gemäß der hier
vorgestellten Ausführungsbeispiele
an zwei gegenüberliegenden Flächen eine
Aussparung zur Aufnahme von Noppen aufweist, ist auch eine entgegengesetzte,
d. h. komplementäre
Ausgestaltung der Erfindung denkbar. In einer solchen Weiterbildung
hätte der
Baustein 10, 10A, 10B, 10C an
den Flächen 100, 200, 300, 400, 500 und 600 (bzw. 100A, 200A, 300A, 400A, 500A und 600A)
jeweils mindestens eine Aussparung zur Aufnahme eines oder mehrerer
Noppen und der Verbindungsbaustein 90, 90A hätte an zwei
gegenüberliegenden
Flächen 900 und 920 hervorstehende Noppen
angeordnet.
-
- 2
- Bausteinanordnung
- 10,
10A, 10B, 10C
- Baustein
- 20
- Bausteingruppe
- 30
- Baustein
- 90,
90A, 90B
- Verbindungsbaustein
- 100,
200, 300, 400, 500, 600
- erste
bis sechste Fläche
- 100A,
200A, 300A, 400A, 500A, 600A
- erste
bis sechste Fläche
- 120,
220, 320, 420, 520, 620
- erste
bis sechste Flächennormale
- 120A,
220A, 320A, 420A, 520A, 620A
- erste
bis sechste Flächennormale
- 140,
240, 340, 640
- Noppen
- 140A,
240A, 340A, 640
- Noppen
- 150A,
160A
- Kante
- 170A,
172A, 270A, 370A
- Seitenflächen
- 900,
920
- Fläche
- 940
- Aussparung
- 960
- Quersteg
- 980
- Zylinder
- x12, y12, x13, x15, y15, x24, y24, x45, y45, z16
- erster
bis zehnter Abstand
- x14
- Breite
- y25
- Länge
- z36
- Höhe