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Die
Erfindung betrifft ein Bauteilesystem umfassend erste und zweite
Bauteile, insbesondere Spielzeugbauteile, wobei zum lösbaren
Verbinden eines ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil am ersten
Bauteil ein erstes Verbindungsmittel und am zweiten Bauteil ein
zweites Verbindungsmittel vorgesehen ist, die miteinander verrastbar
sind.
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Ein
solches Bauteilesystem, wie es beispielsweise aus
DE 10 2004 024 395 A1 bekannt
ist, ist insbesondere zu Spielzwecken geeignet, da mit dem System
Strukturen unterschiedlichster Gestalt und Größe
in fantasievoller Weise gebaut bzw. konstruiert werden können.
Gleichermaßen kann ein solches Bauteilesystem aber auch
zu technischen Konstruktionszwecken wie beispielsweise dem Bau von Architekturmodellen
und Ähnlichem verwendet werden.
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Bei
dem aus
DE 10
2004 024 395 A1 bekannten Bauteilesystem ist ein erstes
Bauteil beispielsweise in Form eines Würfels oder einer
Platte oder Ähnlichem vorgesehen, wobei jedes erste Bauteil
mindestens ein erstes Verbindungsmittel in Form einer im Wesentlichen
quadratischen Öffnung aufweist. In diese Öffnung
greift zur Montage ein am zweiten Bauteil vorgesehenes zweites Verbindungsmittel
ein, wobei das zweite Bauteil als reines Verbindungsbauteil ausgebildet
ist, das der Verbindung zweier solcher Würfel oder Platten
oder Ähnlichem dient. Dieses zweite Verbindungsmittel besteht
aus einem Paar oder zwei Paaren einander gegenüberliegender
Rasthaken, die an einem plattenförmigen Grundkörper
vorgesehen sind. Die Rastnasen sind jeweils an einem am Grundkörper
vorspringenden Steg angeordnet und ragen von diesem relativ weit zur
Seite ab. An ihren vorlaufenden Kantenflächen sind Einführschrägen
ausgebildet. Zur Montage wird nun ein solcher Verbinder mit den
Einführschrägflächen gegen die Randkanten
der viereckigen Montageöffnung des Würfels gedrückt,
so dass die die Rastnasen tragenden Vorsprünge nach innen
federn, bis die Rastnasen die die viereckige Montageöffnung begrenzenden Öffnungsränder
hintergreifen können. Der Würfel selbst ist als
Hohlwürfel ausgeführt, so dass die Rastnasen ohne
Probleme quasi im Würfelinneren verrasten können.
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Wenngleich
mit einem solchen Verbindungssystem beide Bauteile hinreichend fest
miteinander verbunden werden können, erweist sich jedoch
die Herstellung der jeweiligen Bauteile als relativ aufwändig
bzw. sind komplizierte Formen erforderlich, um zum einen die viereckige
Montageöffnung mit den schmalen, untergreifbaren Rändern
herzustellen, wie auch die Rastnasen am Verbinder auszuformen, die von
dem federnden Vorsprung seitlich wegragen. Denn in jedem Fall sind
diverse Schieber an den Formen vorzusehen, um die entsprechenden
Hinterschnitte respektive Vorsprünge ausformen zu können.
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Der
Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, ein Bauteilesystem anzugeben,
dessen miteinander zu verbindenden Bauteile einfacher herstellbare
Verbindungsmittel, die gleichermaßen eine feste Verbindung
ermöglichen, aufweisen.
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Zur
Lösung dieses Problems ist bei einem Bauteilesystem der
eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen,
dass das erste Verbindungsmittel eine bauteilseitige kreisrunde
Bohrung mit wenigstens zwei sehnenartig nach innen ragenden Rastvorsprüngen
und das zweite Verbindungsmittel ein an einem bauteilseitigen Vorsprung
ausgebildeter Ringwulst ist.
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Das
erfindungsgemäße Bauteilesystem sieht als erste
und zweite Verbindungsmittel rotationssymmetrische Rastgeometrien
vor, nämlich zum einen die kreisrunde Bohrung, zum anderen
der Ringwulst. Zur Verrastung, also zur Realisierung des Hintergriffs,
sind seitens der kreisrunden Bohrung wenigstens zwei sehnenartig
nach innen ragende Rastvorsprünge vorgesehen, die entsprechend
kreisbohrungsseitig so angeordnet werden, dass sich eine hinreichend
stabile Verbindung ergibt. Die Rastvorsprünge werden von
dem am anderen Bauteil ausgebildeten Ringwulst Untergriffen. Dieser
Ringwulst wird beim Verbinden in die kreisrunde Bohrung eingeführt,
er schnappt aufgrund der jeweiligen elastischen Materialeigenschaften
hinter die Rastvorsprünge, das heißt, es kommt
zu elastischen Verformungen seitens der Rastvorsprünge
und/oder des Ringwulsts, bis er in die Endstellung schnappt, in
der er die Rastvorsprünge vollständig untergreift,
und in der das zweite Bauteil über einen Auflageabschnitt am
ersten Bauteil anliegt. Der Abstand des Ringwulsts zum Auflageabschnitt
entspricht im Wesentlichen dem Abstand zwischen der Unterseite der
Rastvorsprünge und der Auflagefläche des Auflageabschnitts
am ersten Bauteil bzw. ist etwas kleiner, so dass eine hinreichende
form- und kraftschlüssige Verbindung gegeben ist.
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Nachdem
erfindungsgemäß lediglich rotationssymmetrische
Verbindungsmittel vorgesehen werden und nur sehr schmale respektive
radial nur sehr kurz nach innen ragende Rastvorsprünge
erforderlich sind, ist die Herstellung sehr einfach. Denn insbesondere
bei Ausbildung der Bauteile aus Kunststoff kann der Formkern, der
der Ausbildung der Bohrung dient, ohne weiteres herausgezogen werden, nachdem
die kurzen Rastvorsprünge aufgrund der noch gegebenen Weichheit
und Elastizität des Materials ohne weiteres hierbei leicht
elastisch verformt werden können und wieder in ihre Grundform übergehen.
Etwaige Schieber und dergleichen sind nicht erforderlich. Gleiches
gilt bezüglich des zweiten Bauteils, das wie das erste
ebenfalls beliebiger Geometrie sein kann. Aufgrund der rotationssymmetrischen Ausgestaltung
des Ringwulsts sind auch hier keinerlei Schieber und Ähnliches
seitens der Spritzgussform erforderlich, vielmehr kann auch hier
mit einfachen Formgeometrien gearbeitet werden.
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Der
Ringwulst ist im Durchmesser etwas kleiner oder gleich dem Innendurchmesser
der zylindrischen Bohrung, die sich um eine gewisse axiale Länge
in das erste Bauteil hinein erstreckt. Der Auflageabschnitt des
zweiten Bauteils wie auch der entsprechende Gegenlagerabschnitt
des ersten Bauteils, die in der Montagestellung aneinanderliegen,
kann eine beliebige Geometrie besitzen, er kann flächig
sein, er kann stegförmig sein etc., nachdem hinsichtlich
der konkreten Geometrien der zu verbindenden Bauteile letztlich
keine Randbedingungen gegeben sind, sie können also beliebiger
geometrischer Form sein. Die kreisrunde Bohrung selbst kann eine
zylindrische Bohrung sein, sie kann aber auch formbedingt einen leichten
bauchigen Querschnitt besitzen. Die konkrete Geometrie im Bereich
der aneinander verrasteten Abschnitte, nämlich des Ringwulsts
und der Rastvorsprünge, ist derart, dass – bezogen
auf die Ausgangsgeometrien in unverrastetem Zustand – eine gewisse Überdeckung
gegeben ist, die dazu führt, dass beide aneinander liegenden
Bauteilabschnitte elastisch verformt werden, so dass es zu einem
festen Rast-Klemmsitz kommt.
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Insgesamt
ermöglicht die erfindungsgemäße Bauteileausgestaltung
die wesentlich einfachere Herstellung der Verbindungsmittel bzw.
den Einsatz einfacher strukturierter Formen.
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Wie
beschrieben sind wenigstens zwei sehnenartig nach innen vorspringende
Rastvorsprünge vorgesehen, bevorzugt mehr. Zwei solcher
Vorsprünge sind zweckmäßigerweise um
180° versetzt, drei um 120° oder vier um 90°,
so dass eine quasi symmetrische Klemmung des Ringwulsts in der kreisrunden
Bohrung ermöglicht wird.
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Der
Ringwulst selbst kann nach einer ersten Erfindungsalternative als
durchgehender Rastring ausgeführt sein, das heißt,
er läuft ununterbrochen um 360° um. Alternativ
kann er auch unter Bildung einzelner Ringwulstabschnitte radial
geschlitzt sein. Dies kann gegebenenfalls durch einen einzelnen Schlitz
geschehen, so dass zwei um rund 180° umlaufende Ringwulstabschnitte
gegeben sind, wobei der Schlitz beispielsweise für einen
Eingriff eines dem Lösen der Rastverbindung dienenden Drehwerkzeugs
genutzt werden kann, wenn an zwei aneinander gegenüberliegenden
Seiten am zweiten Bauteil jeweils ein Verbindungsmittel vorgesehen
ist, worauf nachfolgend noch eingegangen wird. Eine weitere Alternative
sieht vor, dass beide Bauteile nur in einer oder mehreren ausgezeichneten
Stellungen miteinander verrastbar sind, wobei der Ringwulst mittels einzelner
Ringwulstabschnitte, deren Position in Abhängigkeit der
Position der Rastabschnitte gewählt ist, realisiert ist.
Hier sind z. B. vier Rastabschnitte, die um 90° zueinander
versetzt angeordnet sind, und ebenfalls vier um 90° versetzt
zueinander angeordnete Ringwulstabschnitte vorgesehen, die in der über eine
Art Montagecodierung, auf die nachfolgend noch eingegangen wird,
definierten Zusammenbaustellung beider Bauteile miteinander verrasten.
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Der
Vorsprung, an dem der Rastwulst ausgebildet ist, kann entweder aus
Vollmaterial sein, er kann aber auch hohl sein, beispielsweise in
Form eines Hohlzylinders. Wird dieser Hohlzylinder noch wie beschrieben
geschlitzt, so ist auch ein leichtes Federn möglich, das
heißt, dass zusätzlich zur elastischen Materialverformung
noch ein Einfedern des Vorsprungs möglich ist. Ist der
Vorsprung aus Vollmaterial, so ist wie beschrieben die Grundelastizität des
Kunststoffmaterials, das natürlich zur Erreichung der gewünschten
Rastfestigkeit entsprechend gewählt ist, ausreichend.
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Eine
besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass
die kreisrunde Bohrung am ersten Bauteil in eine konzentrische weitere
zylindrische Bohrung kleineren Durchmessers übergeht, und
dass am zweiten Bauteil ein dem Ringwulst folgender Fortsatz vorgesehen
ist, der in die weitere Bohrung eingreift und zumindest abschnittsweise
an der Bohrungsinnenwand anliegt. Dieser Fortsatz dient der Führung
des zweiten Bauteils beim Einstecken sowie der Kippverhinderung,
nachdem er zumindest abschnittsweise, vorzugsweise relativ großflächig,
an der Bohrungsinnenwand anliegt. Eine unter einem Winkel zur Befestigungsachse
wirkende Kraft wird folglich über den an der Bohrungsinnenwand
anliegenden Fortsatz abgestützt, so dass diese Anlage bzw.
dieses Widerlager einer Verkippung entgegenwirkt. Dies ist für
ein stabiles Bauen, insbesondere mit länglichen Bauteilen,
zweckmäßig, da hierdurch erreicht wird, dass zur
Lösung zweier Bauteile doch deutlich stärker gekippt
werden muss. Je tiefer die Bohrung und je länger der Fortsatz,
umso größer ist der hierüber erzeugbare
Verkippungswiderstand.
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Der
Fortsatz selbst kann als voller oder hohler zylindrischer Zapfen
ausgeführt sein, der mit seiner Mantelfläche an
der Bohrungsinnenwand anliegt. Denkbar ist aber auch eine Fortsatzausführung
in Form eines länglichen Steges oder eines Stegkreuzes,
letztlich sind der Geometrie keine Grenzen gesetzt, solange eine
Anlage des Fortsatzes an der Bohrungsinnenwand erreicht wird.
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Wie
beschrieben handelt es sich hinsichtlich der Verbindungsmittel um
rotationssymmetrische Elemente, die, wenn keine weiteren Mittel
vorgesehen sind, die beiden Bauteile drehfest miteinander zu verbinden,
grundsätzlich eine Bauteilrotation um die Verbindungsachse
zulassen. Eine Trennung erfolgt dann beispielsweise durch hinreichend
starkes Verkippen, das dazu führt, dass der Ringwulst aus
seinem Rastuntergriff unter die Rastvorsprünge herausschnappt.
Um die Möglichkeit einer Montagecodierung, die ein Zusammenbauen
nur in einer oder mehreren ausgezeichneten Stellungen ermöglicht,
wie auch eine einfache Demontage durch Drehen ermöglicht,
sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass die Bohrung des
ersten Bauteils von einer rechteckigen, vorzugsweise quadratischen
Montageöffnung umgeben ist, die über trichterförmig
schräg nach innen verlaufende Wandabschnitte begrenzt ist,
und dass die Fläche, von der der die Ringwulst tragende Vorsprung
des zweiten Bauteils absteht, über in rechteckiger, vorzugsweise
quadratischer pyramidenstumpfartiger Geometrie angeordnete Wandabschnitte
begrenzt ist. Es sind also an beiden Bauteilen schräge
Flächen ausgebildet, die in der Montagestellung aneinander
anliegen und den Auflage- und den Gegenlagerabschnitt bilden. Da
es sich um rechteckige oder quadratische Wandanordnungen handelt,
ergibt sich so zwangsläufig eine Montagecodierung, da die
Schrägwände eine eindeutige Raststellung definieren.
Wird ein verrastetes Bauteil gegen das andere verdreht, so laufen
die aneinander liegenden schrägen Wandflächen
aufeinander auf, wobei es zu einer Axialbewegung beider Bauteile
relativ zueinander kommt, die dazu führt, dass bei hinreichend
starkem Verdrehen und hinreichend großer Axialbewegung
zwangsläufig der Rastwulst aus seinem Rasteingriff am ersten
Bauteil gezogen wird. Um ein Höchstmaß an Flexibilität
hinsichtlich des Bauens zu gestatten, umfasst folglich das Bauteilesystem erste
Bauteile, die ohne und mit Montageöffnung ausgeführt
sind, sowie zweite Bauteile, die ohne und mit pyramidenstumpfartig
angeordneten schrägen Wandabschnitten versehen sind, so
dass beliebige Kombinationen zusammengebaut werden können. Das
heißt, dass ein zweites Bauteil ohne pyramidenstumpfartiger
schräger Wandabschnitte ohne weiteres an einem ersten Bauteil
mit Montageöffnung angeordnet werden kann, so dass es relativ
zum ersten Bauteil drehbar ist, wie natürlich auch ein
zweites Bauteil mit schrägen Wandabschnitten an einem ersten
Bauteil ohne Montageöffnung befestigt werden kann, sofern
dort hinreichend Freiraum ist, wobei es dann gegebenenfalls wiederum
zu einer Drehbeweglichkeit kommen kann.
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Zur
Ermöglichung eines möglichst einfachen Auflaufens
der benachbart zueinander stehenden Schrägflächen
zu Zwecken des Lösens der Bauteile sind die jeweiligen
Wandabschnitte durch vorzugsweise abgerundete Eckabschnitte miteinander
verbunden, wobei aber auch eckige Eckabschnitte denkbar sind. Es
ergibt sich also an Bauteilen jeweils eine insgesamt geschlossene
Geometrie.
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Am
ersten Bauteil können zwei oder mehr versetzt zueinander
angeordnete erste Verbindungsmittel vorgesehen sein, das heißt,
dass hierüber dann die Möglichkeit besteht, an
unterschiedlichen Positionen ein zweites Bauteil befestigen zu können. Das
erste Bauteil kann beispielsweise als eckige oder runde Platte,
Rechteck, Würfel, Pyramide, Tetraeder, Oktaeder, Rhombenkuboktaeder,
Dodekaeder, Isokaeder oder sonstiger Mehrflächen- oder Mehreckkörper
ausgeführt sein, wobei die Verbindungsmittel an unterschiedlichen,
vorzugsweise allen Seiten bzw. Seitenflächen vorgesehen
sind. Es kann letztlich beliebige Geometrie sein, insbesondere kann
es auch im Falle von Bauspielzeug einen beliebigen natürlichen
Gegenstand darstellen wie beispielsweise ein Zaunelement, ein Wand-,
Dach- oder Hauselement etc. Grundlegend ist jedoch, dass an ihm
mindestens ein, vorzugsweise mehrere erste Verbindungsmittel vorgesehen
sind.
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Das
zweite Bauteil stellt zweckmäßigerweise ein der
Verbindung zweier erster Bauteile dienendes Verbindungsbauteil dar,
wozu es zwei oder mehr versetzt zueinander angeordnete Ringwülste
aufweist. Auch dieses Bauteil kann beliebiger Geometrie sein, es
kann beispielsweise platten-, stangen- oder rechteckförmig
sein, wobei an einander gegenüberliegenden Seiten oder
Enden des zweiten Bauteils die jeweiligen Ringwülste angeordnet
sind. Denkbar ist es aber auch, dass die Ringwülste an
mehreren, vorzugsweise allen Seiten eines würfel-, rechteck-,
pyramiden-, tetraeder-, oktaeder-, rhombenkuboktaeder-, dodekaeder-
oder isokaederförmigen oder sonstigen mehrflächigen
oder mehreckigen Bauteils angeordnet sind. Auch hier können
also die Ringwülste an beliebigen geometrisch definierten
Positionen vorgesehen sein.
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Ersichtlich
können aufgrund der beliebigen oben angeführten,
jedoch keinesfalls beschränkenden unterschiedlichen Geometrien
Strukturen aufgebaut werden, die unterschiedlichste Winkel zeigen respektive
beliebig gewinkelt ausgeführt werden können.
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Um
ein zweites Bauteil, insbesondere wenn dieses plattenförmig
ausgeführt ist, mithin also relativ klein bzw. schmal ist,
relativ einfach aus seinem Rasteingriff an einem ersten Bauteil
lösen zu können, sieht eine zweckmäßige
Weiterbildung der Erfindung vor, dass das Bauteil im Bereich eines
Vorsprungs eine in das gegebenenfalls insgesamt als Hohlkörper ausgeführte
Bauteil geführte Bohrung aufweist. Diese Bohrung ermöglicht
den Eingriff eines länglichen Werkzeugs, über
das dann das zweite Bauteil aus seinem Rasteingriff gekippt werden
kann. Das zweite Bauteil, sofern es nicht plattenförmig
oder flächig ist, ist bevorzugt als Hohlkörper
ausgeführt, so dass die jeweilige Bohrung in den Hohlkörper
führt. Im Falle einer plattenförmigen Ausführung
ist bevorzugt eine komplett durchgehende Durchbrechung zweckmäßig.
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Weiterhin
ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass es sich bei
den Bauteilen um Spielzeugbauteile aus Kunststoff handelt. Der jeweils
verwendete Kunststoff ist dahingehend zu wählen, dass eine möglichst
stabile, gleichermaßen aber auch einfach bzw. mit nicht
allzu hohem Kraftaufwand zu reichende Rastverbindung geschaffen
werden kann, die es auch Kindern ermöglicht, die Bauteile
zusammenzustecken und wieder zu trennen.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie
anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 eine
Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen ersten
Bauteils in Form eines Würfels,
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2 eine
Aufsicht auf das Bauteil aus 1,
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3 eine
perspektivische Seitenansicht des Bauteils aus 1,
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4 eine
Schnittansicht durch das Bauteil aus 3 in Richtung
der Linie IV-IV,
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5 eine
Schnittansicht durch das Bauteil in Richtung der Linie V-V aus 2,
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6 eine
Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen zweiten
Bauteils,
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7 eine
Aufsicht auf das zweite Bauteil aus 6,
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8 eine
Seitenansicht des zweiten Bauteils aus 6,
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9 eine
Schnittansicht in Richtung der Linie IX-IX aus 8,
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10 eine
Perspektivansicht eines Verbundes aus einem ersten und einem zweiten
Bauteil,
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11 eine
Aufsicht auf den Bauteilverbund aus 10,
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12 eine
Schnittansicht entlang der Linie XII-XII in 11,
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13 eine
Schnittansicht in Richtung der Linie XIII-XIII in 11,
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14 den
Bauteilverbund aus 10 mit zu Zwecken der Demontage
leicht verdrehtem zweiten Bauteil,
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15 eine
Schnittansicht in Richtung der Linie XV-XV in 14,
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16 zwei
erste Bauteile, die über ein zweites Bauteil miteinander
verbunden sind, das zu Demontagezwecken leicht verdreht ist,
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17 ein
weiteres Beispiel einer aus mehreren ersten und zweiten Bauteilen
zusammengesteckten Struktur,
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18 eine
Schnittansicht in Richtung der Linie XVIII-XVI in 17,
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19 eine
Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen ersten und einer weiteren Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen zweiten Bauteils,
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20 eine
Schnittansicht in Richtung der Linie XX-XX aus 19,
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21 eine
vergrößerte Detailansicht des Verbindungsmittels
am zweiten Bauteil,
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22 eine
Perspektivansicht eines weiteren Montagebeispiels mehrerer ersten
und zweiter Bauteile,
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23 eine
Seitenansicht der Konfiguration aus 22,
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24 eine
Perspektivansicht eines angesetzten, dem Lösen zweier verrasteter
Bauteile dienenden Werkzeugs, und
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25 eine
Schnittansicht durch die Anordnung aus 24.
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1 zeigt
ein erfindungsgemäßes erstes Bauteil 1 in
Form eines Würfels. Dieser ist, abgesehen von entsprechenden
Verbindungsmitteln, im Wesentlichen als Hohlkörper ausgeführt.
An jeder seiner sechs Seiten befindet sich jeweils ein erstes Verbindungsmittel 2,
bestehend aus einer kreisrunden Bohrung 3 (siehe hierzu
auch die weiteren 2–5) mit
beim gezeigten Ausführungsbeispiel insgesamt vier sehnenartig
nach innen ragenden Vorsprüngen 4, die lokal gesehen
den Durchmesser der Bohrung 3 etwas verringern. Dies zeigt
deutlich die Schnittansicht gemäß 4,
die eine Schnittansicht durch zwei der insgesamt hier vier um 90° zueinander
versetzt angeordneten Rastvorsprünge 4 zeigt.
Eine um 45° verdrehte Schnittansicht ist in 5 dargestellt. Hier
zeigt sich, dass die Bohrung 3 ansonsten im Wesentlichen
zylindrisch ist und lediglich über die Rastvorsprünge 4 eingeschnürt
wird.
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Wie
insbesondere den Schnittansichten gemäß den 4 und 5 zu
entnehmen ist, geht die kreisrunde Bohrung 3 in eine weitere
zylindrische Bohrung 5 über, die, je nach Ausgestaltung
eines zu fixierenden zweiten Bauteils, der Führung und
Kippstabilisierung dient, nachdem in sie ein am zweiten Bauteil
vorgesehener Fortsatz, an der Bohrungsinnenwand anliegend, eingreift,
worauf noch nachfolgend bezüglich der 19–21 eingegangen wird.
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Jede
Bohrung 3 ist von einer Montageöffnung 6 umgeben,
die ihrerseits von insgesamt vier rechteckig bzw. hier quadratisch
angeordneten und trichterförmig schräg nach innen
verlaufenden Wandabschnitten 7 begrenzt ist, die über
jeweils gerundete Eckabschnitte 8 miteinander verbunden sind.
Diese Wandabschnitte 7 dienen als Gegenlagerabschnitte
für ein einzurastendes zweites Bauteil, sofern dieses entsprechend
gegengleich ausgeformte Wandabschnitte aufweist. Hierüber
wird die Raststellung fixiert. Sofern das zweite Bauteil solche
anliegenden schrägen Wandabschnitte nicht aufweist, dient
die Oberseite 9, die die kreisrunde Bohrung 3 begrenzt,
als Gegenlager für das einzurastende, dann gegebenenfalls
drehbar gelagerte zweite Bauteil.
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Die
jeweiligen trichterförmigen Wandabschnitte 7 gehen
außenseitig in die jeweiligen Seitenflächen 11 der
jeweiligen Würfelabschnitte über, die ihrerseits
in die jeweiligen Würfelkanten 10 auslaufen. Die
Seitenflächen 11 dienen als Auflageflächen
für die entsprechenden Seitenflächen 11 eines über
ein zweites Bauteil fixiertes weiteres erstes Bauteil 1,
worauf nachfolgend noch eingegangen wird.
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Ansonsten
ist das erste Bauteil 1 ein im Wesentlichen offenes, hohles
Bauteil, jede der kreisrunden Bohrungen 3 setzt sich in
das hohle Innere fort, das heißt, dass zwischen zwei einander
gegenüberliegenden, um 180° zueinander versetzten
Bohrungen 3 ein vollständiger Durchgang gegeben
ist, siehe insbesondere die Schnittansichten 4 und 5.
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2 zeigt
ein erfindungsgemäßes zweites Bauteil 12,
das hier als Verbindungsbauteil 13 ausgeführt
ist und einen plattenförmigen Grundkörper 14 aufweist,
an dessen einander gegenüberliegenden Flachseiten zwei
zweite Verbindungsmittel 15 vorgesehen sind. Jedes Verbindungsmittel 15 umfasst
einen Ringwulst 16, der an einem relativ kurzen, sich von
der jeweiligen Fläche des Grundkörpers 14 erstreckenden
Fortsatzes 17 angeformt ist. Die Fortsätze samt
Ringwülste sind, siehe 9, insgesamt hohl.
Jede Ringwulst 16 vergrößert den Außendurchmesser
des Vorsprungs 17 etwas und bildet, gesehen in Richtung
zum Grundkörper 14 hin, quasi einen Rastabschnitt,
das heißt, sie ist hier als durchgehender Rastring ausgeführt,
hinter dem in die im Übergang zum Grundkörper 14 gebildete
umlaufende Rastnut die bereits beschriebenen Rastabschnitte 4 des
ersten Bauteils verrasten, worauf nachfolgend noch eingegangen wird.
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Der
plattenförmige Grundkörper selbst hier ebenfalls
viereckig ausgeführt, das heißt, dass seine Form
der der Montageöffnung 6 des ersten Bauteils 1 entspricht.
Er weist ebenfalls hier pyramidenstumpfartig angeordnete schräg
stehende Wandabschnitte 18 auf, die über abgerundete
Eckabschnitte 19 miteinander verbunden sind. Die Wandabschnitte 18 bilden
den Auflageabschnitt, mit dem das zweite Bauteil am Gegenlagerabschnitt
des ersten Bauteils, gebildet durch die trichterförmigen Wandabschnitte 7 der
Montageöffnung 6, anliegt.
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Die 10–13 zeigen
die beiden Bauteile 1 und 12 in ihrer miteinander
verrasteten Montagestellung. Zur Befestigung wird das zweite Bauteil 12 mit
dem Ringwulst 16 voraus in die kreisrunde Bohrung 3 bewegt.
Der Außendurchmesser des Ringwulstes 16 ist etwas
größer als der über die Rastvorsprünge 4 reduzierte
Innendurchmesser der kreisrunden Bohrung 3, so dass der
Ringwulst gegen die vier symmetrisch angeordneten Rastvorsprünge 4 anliegt.
Wird das zweite Bauteil nun fest gegen das erste gedrückt,
so kommt es zu einer elastischen Deformation der an ihrer Oberseite
eine Einführschrägen aufweisenden Rastvorsprünge 4 sowie
des ebenfalls an eine leichte Fase aufweisenden Ringwulstes 16.
Dieser wird an den Rastvorsprüngen 4 vorbeibewegt,
bis er, siehe die Schnittansicht gemäß 12,
die Rastvorsprünge hintergreift. Es kommt zu einer kraftschlüssigen
Anlage, nachdem die Geometrie der Rastvorsprünge 4 und
des Ringwulstes 16 so gewählt sind, dass es in
unverformtem Zustand zu einer leichten Überdeckung käme.
Aufgrund der Materialeigenschaften der verwendeten Materialien,
aus denen die ersten und zweiten Bauteile sind, nämlich ein
geeigneter Kunststoff, ist eine gewisse inhärente Elastizität
gegeben, die die Deformation ermöglicht.
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Mit
dem Einrasten des Ringwulstes 16 hinter die Rastvorsprünge 4 einhergeht
auch eine flächige Anlage der Wandabschnitte 18 an
den Wandabschnitten 7 der Montageöffnung 6,
das heißt, dass die flächigen Wandabschnitte unmittelbar
aufeinander aufliegen. Hierüber wird die Einschiebebewegung
begrenzt, das zweite Bauteil 12 ist axial gesehen fest
im ersten Bauteil 1 verrastet, nachdem die beiden Verbindungsmittel 2 und 15 zusammenwirken.
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Die
Verrastung findet nur im Bereich der Rastvorsprünge 4 statt,
wie sich aus der Schnittansicht gemäß 13 ergibt.
Ersichtlich liegt dort der Rastwulst 16 allerhöchstens
leicht berührend an der Innenwandung der kreisrunden Bohrung 3 an,
es kommt dort jedoch nicht zu einem verrastenden Übergriff.
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Um
diese Rastverbindung wieder lösen zu können, besteht
beispielsweise die Möglichkeit, mit einem dünnen
Werkzeug wie einem Stift oder dergleichen in den hohlen Vorsprung 17 zu
greifen und das zweite Bauteil 12 aus dem Rasteingriff
herauszuhebeln. Eine ebenfalls einfache Trennungsmöglichkeit
besteht darin, das zweite Bauteil 12 durch Verdrehen relativ
zum ersten Bauteil 1 zu lösen. Wird, ausgehend
von der Rastposition, wie in 10 dargestellt,
in der alle Wandabschnitte 18 und Eckabschnitte 19 flächig
an den entsprechenden Wandabschnitten 7 und Eckabschnitten 8 des
ersten Bauteil anliegen, das zweite Bauteil relativ zum ersten Bauteil 1 verdreht,
so laufen die Wandabschnitte 18 und Eckabschnitte 19 auf
den Wandabschnitten 7 und Eckabschnitten 8 des
ersten Bauteils auf, es kommt folglich zu einer Axialbewegung der
beiden Bauteile 1 und 12 relativ zueinander, die
entgegen der Einsetzrichtung gerichtet ist. Wie 14 und
die Schnittansicht gemäß 15 zeigen,
liegen in einer leicht verdrehten Stellung die Wandabschnitte 7 und 18 entfernt
zueinander, und zwangsläufig ist der Ringwulst 16 axial
aus der kreisrunden Bohrung 3 und damit auch aus dem Rasteingriff
hinter den Rastvorsprüngen 4 gezogen.
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Wie 16 zeigt,
ist selbstverständlich die Möglichkeit gegeben,
am zweiten Verbindungsmittel 15 des zweiten Bauteils 12 ein
weiteres erstes Bauteil 1 anzustecken, dies ist exemplarisch
in 16 gezeigt. Werden nun beide ersten Bauteile 1 gegriffen
und zueinander um die Längsachse gedreht, so wird das zweite
Bauteil 12 zwangsläufig im einen Bauteil 1 verbleiben,
während es zusammen mit dem ersten Bauteil relativ zum
anderen ersten Bauteil verdreht wird, so dass es zur Trennung kommt.
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Die 17 und 18 zeigen
ein Beispiel einer möglichen Struktur, die hier aus insgesamt
vier ersten Bauteilen 1 besteht, die über entsprechende Verbindungs-Bauteile 12 miteinander
verbunden sind, wobei am eckständigen Bauteil 1 ein
weiteres zweites Bauteil 12 oberseitig eingesetzt ist.
Ersichtlich liegen die Seitenflächen 11 zweier
miteinander über ein zweites Bauteil 12 verbundener
erster Bauteile 1 flächig aufeinander. Das zweite
Bauteil 12 ist in der Montagestellung nicht sichtbar, es
ist zwischen den beiden Bauteilen 1 vollkommen eingeschlossen.
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Es
versteht sich von selbst, dass die in den 17 und 18 gezeigte
Struktur lediglich exemplarischer Natur ist. Es ist selbstverständlich
möglich, unterschiedlichste Geometrien und Strukturen aus den
gezeigten Bauteilen 1 und 12 zu erstellen. Darüber
hinaus ist weder die Geometrie des ersten Bauteils 1 noch
die des zweiten Bauteils 12 auf die gezeigten Ausführungsbeispiele
beschränkt. So ist es möglich, ein erstes Bauteil 1 beispielsweise
auch als längliches Rechteck oder als Platte oder Ähnliches auszuführen,
wie ein zweites Bauteil 12 beispielsweise auch als mehrflächiges
Bauteil, z. B. in Würfelform oder Pyramidenform oder Rhombenkuboktaederform etc.
ausgeführt sein kann, wobei in diesem Fall dann an bevorzugt
allen entsprechenden gegebenen Seiten zweite Verbindungsmittel 15 vorgesehen
sind. Hierüber ist es möglich, auch beliebig andere
Winkel als 90°-Winkel zu konstruieren. Auch muss ein zweites
Bauteil, wenn es plattenförmig ausgeführt ist, nicht
an beiden Seiten ein zweites Verbindungsmittel 15 aufweisen.
Denkbar wäre es auch, beispielsweise um Montageöffnungen 6 benachbarter
erster Bauteile 1 zu verschließen, nur an einer
Seite ein zweites Verbindungsmittel 15 vorzusehen und die
andere Seite ebenflächig auszuführen, wie natürlich
auch ein solches zweites Bauteil beispielsweise als längliche Schiene
ausgeführt sein kann, die gleichzeitig mehrere Montageöffnungen übergreift
etc. Allen Bauteilen gemein, gleich wie diese ausgeführt
sind, ist jedoch, dass ein erstes Bauteil stets mindestens ein erstes
Verbindungsmittel 2 mit der kreisrunden Bohrung 3 und
den nach innen vorspringenden Rastvorsprüngen 4 und
jedes zweite Bauteil ein zweites Verbindungsmittel 15 mit
dem am Vorsprung 17 befindlichen Ringwulst 16 aufweist.
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Die 19–21 zeigen
nun lediglich beispielhaft ein weiteres Ausführungsbeispiel
eines ersten und eines zweiten Bauteils. Das erste Bauteil 1 ist hier
in Form eines, von oben gesehen, kreuzförmig gestalteten
Bauteils, beispielsweise in Form eines Montagefußes, ausgeführt.
An seiner Oberseite sind insgesamt vier erste Verbindungsmittel 2 vorgesehen,
jeweils umfassend eine kreisrunde Bohrung 3 mit nach innen
gerichteten, sehnenartigen Rastvorsprüngen 4,
von denen hier angenommenermaßen ebenfalls vier pro Verbindungsmittel 2 vorgesehen sind.
Wiederum geht die kreisrunde Bohrung in eine vom Durchmesser her
kleinere zylindrische Bohrung 5 über. Das heißt,
dass jedes Verbindungsmittel 2 dem Verbindungsmittel entspricht,
wie es zu der zuvor beschriebenen Ausführungsform dargelegt
wurde.
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Das
zweite Bauteil 12 ist hier als längliche Stange
ausgeführt, an deren einem Ende ein zweites Verbindungsmittel 15 ausgebildet
ist, ein solches kann auch am anderen Ende vorgesehen sein. Die Stange
wird nun mit dem zweiten Verbindungsmittel 15 voraus in
die kreisrunde Bohrung 2 eingeführt, mit hinreichendem
Druck kommt es dazu, dass die Rastvorsprünge 4 sowie
der Ringwulst 16, dessen Außendurchmesser größer
ist als der Abstand zweier einander gegenüberliegender
Rastvorsprünge 4, leicht deformiert werden, bis
der Ringwulst 16 hinter die Rastvorsprünge 4 eingreift
und dort verrastet. Zur Gegenlagerung sind oberhalb des Vorsprungs 17 eine
oder mehrere Auflageflächen 20 ausgebildet, die
auf der die Gegenlagerfläche bildenden umlaufenden Randfläche 9,
die die kreisrunde Bohrung 3 umgibt, in der verrasteten
Montagestellung aufliegen und so die Einschiebebewegung begrenzen.
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Vorgesehen
ist ferner am zweiten Bauteil 12 ein nach unten vorspringender
Fortsatz 21, beispielsweise in Form eines Stegkreuzes 22.
Die Steglänge ist so bemessen, dass die Stege mit ihren
Außenseiten an der Innenwand der Bohrung 5 anliegen.
Hierüber wird zum einen eine gewisse Führung beim
Einstecken gewährleistet, zum anderen wirkt diese flächige
Anlage einer Verkippung entgegen. Denn beim Verkippen ist nicht
nur der Ringwulst 16 aus seinem Rasteingriff unter den
Rastvorsprüngen 4 herauszukippen, sondern auch
der Kippwiderstand, den die Bohrungsinnenwand den Stegen entgegensetzt,
zu überwinden. Anstelle des Stegkreuzes 22 kann selbstverständlich
auch ein hohl- oder vollzylindrischer Fortsatz, der dann mit seiner
Außenfläche vollflächig an der Bohrungsinnenwand
anliegt, vorgesehen sein etc.
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Die 22 und 23 zeigen
ein weiteres Montagebeispiel verschiedener erster und zweiter Bauteile 1, 12.
Ein zweites Bauteil 12 ist hier als viereckiger Rahmen 23 ausgeführt,
an dessen Ecken jeweils zweite Verbindungsmittel 15 umfassend
die jeweilige Ringwulst 16 vorgesehen bzw. angeformt sind,
wobei sich der Vorsprung 17 von einem leicht erhöhten,
der Montagecodierung dienenden plattenförmigen Grundkörper 14 erstreckt.
Anstelle eines Rahmens könnte das zweite Bauteil 12 auch
als Platte ausgeführt sein. Auf mehrere dieser Verbindungsmittel
sind beispielhaft erste Bauteile 1 in Form der Würfel,
die in bereits beschriebener Weise mit ersten Verbindungsmitteln
umfassend die kreisrunde Bohrung 3 und die nach innen ragenden
Rastvorsprünge 4 umfassen, aufgesteckt. Auf einen
oder beide am rechten unteren Eck gezeigten ersten Bauteilwürfel ist
ein hier nicht gezeigtes zweites Bauteil, wie es in den 6–9 gezeigt
ist, aufgesteckt, so dass ein dritter Bauteilwürfel befestigt
werden kann. An dem am linken unteren Eck angesteckten ersten würfelförmigen
Bauteil 1 sind, wie auch am rechts benachbarten ersten
Bauteil 1, zweite z. B. verschieden lange Bauteile 12 angesteckt.
Denkbar wäre es auch, das hier als Viereckrahmen gezeigte
zweite Bauteil als erstes Bauteil auszulegen, an dem anstelle der
zweiten Verbindungsmittel mit dem Ringwulst 16 erste Verbindungsmittel
mit der Bohrung 3 und den Rastvorsprüngen 4 vorgesehen
sind, in die dann ein zweites Bauteil, z. B. in Form des Verbindungsbauteils nach
den 6–9 oder in
Form der Stange nach den 19–21 eingesetzt
wird, an dem dann wiederum ein erstes Bauteil befestigt werden kann.
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Auch
die in den 19–23 gezeigten Ausführungsformen
erster und zweiter Bauteile sind lediglich exemplarischer Natur.
Vielmehr können die Bauteile beliebige Formen aufweisen,
sie können auch konkrete Gegenstände darstellen,
insbesondere, wenn es sich bei den ersten und zweiten Bauteilen
um Spielzeugbauteile handelt. So kann beispielsweise ein Bauteil
als Gebäudebauteil wie eine Wand, ein Dachabschnitt oder Ähnliches
ausgeführt sein, ein Bauteil kann gleichermaßen
auch beispielsweise als Zaunelement ausgeführt sein etc.
Hier ist der konkret gewählten Geometrie keinerlei Grenze
gesetzt, solange an den jeweils zu verbindenden ersten und zweiten
Bauteilen die erfindungsgemäßen Verbindungsmittel
in der konkreten Form vorgesehen sind. Auch können die
in den verschiedenen Ausführungsbeispielen gezeigten ersten
und zweiten Bauteile beliebig untereinander kombiniert werden, d.
h. dass ein erstes Bauteil in Form eines Würfels ohne weiteres mit
einem zweiten Bauteil in Form einer Stange oder eines Zaunbauteils
etc. wie auch ein erstes Bauteil in Form des Montagefußes
mit einem zweiten Bauteil in Form des doppelseitig wirkenden Verbinderelements als
zweites Bauteil verrasten werden kann. Grundsätzlich weisen
die beliebig ausgeführten ersten und zweiten Bauteile alle
die erfindungsgemäßen Verbindungsmittel auf, die
die beliebige Kombinierbarkeit ermöglichen. Die Ausführungsbeispiele
sind keinesfalls beschränkend.
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Schließlich
zeigen die 24 und 25 ein
Werkzeug 24 mit einem Griff 25, von dem aus ich ein
länglicher Schaft 26 erstreckt, an dessen unterem Ende
ein Eingriffszapfen 27 absteht, der zum Lösen zweier
verrasteter Bauteile 1, 12 dient. Hierzu wird der
Eingriffszapfen in die Öffnung des in 25 gezeigten
zweiten Bauteils 12 eingesteckt. Zum Lösen ist
er zu Verkippen, wodurch auch das zweite Bauteil 12 verkippt
und der Ringwulst 16 aus dem Rasteingriff unter den Rastevorsprüngen 4 gelöst
wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004024395
A1 [0002, 0003]
