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Die Erfindung betrifft einen Spielzeugbausatz zur Herstellung von eben oder räumlich aufgebauten Modellen mit einheitlichen Verbindungsbohrungen versehenen, gelochten Bauteilen und den Verbindungsbohrungen zugeordneten Verbindungselementen, die mit Spielpassung in den fluchtend anzuordnenden Verbindungsbohrungen benachbart aneinander gelegter Bauteile angeordnet werden.
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Im Stand der Technik sind Spielzeugbausätze bekannt, bei denen die einzelnen Bauteile über Klemmverbindungen miteinander verspannt/zusammengesteckt werden können. Eine derartige Lösung soll hier nicht vorgestellt werden.
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Zu den im Stand der Technik vorbeschrieben Spielzeugbausätzen mit gelochten Bauteilen, und zugeordneten, in den fluchtenden Verbindungsbohrungen benachbarter Bauteile mit Spielpassung angeordneten Verbindungselementen gehören einerseits linear aufgebaute in einer Ebene zusammenklappbare, dem Rastwirkprinzip des Gliedermaßstabes/Zollstockes nahekommende, beispielsweise aus der
US 4 114 307 A , wie auch der
US 6 135 851 A bekannte zusammenklappbare Spielzeuge, wie auch die seit Jahrzehnten bekannten, so genannten „Metallbaukästen” mit denen vielfältige, ebene oder auch räumlich aufgebaute Modelle mit unterschiedlichen Bauteilen, wie Stäbe, Platten (ob rechteckig, dreieckig, oder rund), Winkel, u. a. m., in denen Bohrungen – mit einem einheitlichen Bohrungsdurchmesser mit einem einheitlichen Rastermodul/Rastermaß – beabstandet angeordnet sind, so dass diese unterschiedlichen Bauteile miteinander mittels in diesen zueinander fluchtenden Bohrungen angeordneten Schrauben mit Muttern, Gewindestangen u. a. Verbindungselementen miteinander oder auch mit Rädern, Seilrollen, Zahnrädern u. s. w. verbunden werden können.
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Der wesentliche Nachteil dieser Lösung besteht jedoch darin, dass eine stabile, drehfeste Verbindung der einzelnen Bauteile miteinander zu einem stabilen und funktionsfähigen Modell nur kraftschlüssig erreicht werden kann, in dem die einzelnen Bauteile mittels der Verbindungselemente reibschlüssig derart zusammengepresst werden, dass zwischen den Bauteilen eine ausreichend hohe Reibkraft aufgebaut wird, die ein Verdrehen der Bauteile zueinander unterbindet.
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Zur Erzielung der Stabilität der Gesamtanordnung, d. h. der Stabilität der Modelle, sind oftmals sehr hohe Reibkräfte erforderlich, wobei die zur Erzielung der hohen Reibkräfte erforderlichen Normalkräfte/Anpresskräfte, wiederum sehr hohe Schraubenanzugsmomente erfordern, die beim jeweiligen Bausatz über zum Bausatz gehörende Spezialwerkzeuge aufgebracht werden müssen. In der Altersgruppe von 3 bis 8 Jahren, d. h. von kleineren Kindern, können höhere Anzugsdrehmomente selbst mit Spezialwerkzeugen oftmals überhaupt nicht aufgebracht werden.
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Ein weiterer Nachteil der benötigten Spezialwerkzeuge besteht darin, dass diese Spezialwerkzeuge gerade von kleinen Kindern beim Spielen oft „verlegt” werden und dann zumeist schwer wieder auffindbar sind.
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Darüber hinaus sind die einzelnen Bauteile dieser Baukästen auch sehr filigran und für eine Vielzahl von Kindern in der Altersgruppe von 3 bis 8 Jahren nur sehr schlecht handhabbar. Zudem können die Kleinteile der Baukästen leicht verschluckt werden.
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Aus der
FR 541 757 A sind, analog zum Metallbaukasten, stabförmige Blechbauteile bekannt, in denen mit dem gleichen Rastermodul/Rastermaß beabstandete Bohrungen mit einem einheitlichen Bohrungsdurchmesser angeordnet sind, bei denen jedoch um das Verbindungsloch herum Rastdellen derart eingeprägt sind, dass sich auf der gegenüberliegenden Bauteiloberfläche durch den Prägevorgang zugeordnete Rastnoppen ausbilden, die die Oberfläche des Blechbauteiles überragen.
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Diese Rastnoppen treten, beim Aneinanderlegen der Bauteile, formschlüssig mit den Rastdellen in Wirkverbindung und gewährleisten mittels einer in den fluchtenden Verbindungsbohrungen der benachbarten Bauteile angeordneten Sicherungsschraube mit Mutter, eine formschlüssige Lagersicherung der einander benachbarten Bauteile.
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Diese aus lochgestanzten und punktgeprägten Blechlaschen aufgebaute Lösung hat jedoch auch den Nachteil, dass wiederum Werkzeuge zur Erzielung eines hohen Anzugsmomentes erforderlich sind, um eine drehfeste Verbindung zwischen den benachbarten Bauteilen herzustellen. Diese Bauform schränkt bei einem Einsatz für einen Spielzeugbausatz die mögliche Modellvielfalt sehr stark ein. Dabei hat die vorgenannte Bauform auch weiterhin den Nachteil, dass ein drittes, zwischen zwei gelochten und geprägten, stabförmige Blechbauteile angeordnetes, zugeordnetes Blechbauteil nie frei umlaufen kann (d. h. für das zwischen zwei Bauteilen angeordnete dritte Bauteil kann kein Freigang gewährleistet werden).
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Aus der
US 2 226 819 A ist zudem ein an einer Metalllasche angeordnetes, regulierbares Gelenk bekannt. Bei dieser Lösung ist zentrisch um die in der Metalllasche angeordnete Verbindungsbohrung, durch die hindurch eine Schraube mit einer Flügelmutter gesteckt werden kann, auf der Laschenoberfläche, um die Verbindungsbohrung herum, ein Zahnkranzprofil in der Bauteiloberfläche eingeprägt, welches sich während des vorgeschlagenen Prägevorganges auf der gegenüberliegenden Bauteiloberfläche in analoger Form als ein die Bauteiloberfläche überragender Zahnkranz ausbildet, so dass beim Aneinanderlegen der Bauteile der Zahnkranz vom zugeordneten Zahnkranzholprofil aufgenommen, und so in Wirkverbindung auch im Winkel versetzt als formschlüssige Verdrehsicherung eingesetzt werden kann.
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Mittels einer in den zueinander fluchtenden Verbindungsbohrungen angeordneten Schraube mit zugeordneter Flügelmutter wird diese formschlüssige Zahnverbindung dann in ihrer gewünschten Position gesichert. Auch diese Lösung ist für einen Spielzeugbausatz nicht vorgesehen und für die Altersklasse von 3 bis 8 Jahren schlecht handhabbar.
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Aus der
US 1 860 627 A ist eine Lösung zum Bau von Modellen bekannt, bei der um die wiederum in den laschenförmigen Bauteilen angeordneten Verbindungsbohrungen herum, strahlenförmige Rastelemente, bestehend aus Raststegen mit dazwischen liegenden Rastnuten in Form einer die Bauteiloberfläche überragende „Rosette”, derart angeordnet sind, dass diese miteinander in Wirkverbindung treten können, und dabei die Bauteile zueinander im Winkel versetzt verdehsicher positioniert werden können.
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Zur Lagesicherung dieser formschlüssig miteinander in Wirkverbindung tretenden Bauteilen werden in deren miteinander fluchtenden Verbindungsbohrungen spezielle, druckknopfartige Niete angeordnet, die wie in der Beschreibung dargelegt, von Kindern ohne Montagezangen nicht montiert werden können.
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In dieser
US 1 860 627 A wird zudem eine Modifikation der vg. Lösung derart vorgeschlagen, dass an Stelle der strahlenförmigen Rastelemente um die Verbindungsbohrung herum eine kreisförmige Perforation, bestehend aus kleinen Löcher angeordnet ist, in die ein oder mehrere direkt an den Nieten starr angeordnete kleine Stifte hindurch gesteckt werden können, welche dann durch die zueinander zu positionierenden Laschen hindurchragen und deren Drehfreiheit zueinander und zum Niet verriegeln, d. h. diese verdrehsicher zueinander positionieren.
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Ein wesentlicher Nachteil dieser Lösung besteht nun insbesondere auch darin, dass der Niet selbst nicht als Drehachse für die mit dem Niet verbundenen Bauteile fungieren kann, so dass keine Modelle aufgebaut werden können, bei denen sich die Bauteile um den Niet herum drehen, geschweige denn solche Modelle, bei denen an den Nieten dann sogar weitere, beispielsweise zwischen zueinander drehfest positionierten Laschen, rotierende Funktionselemente angeordnet sein könnten.
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Auch diese Modifikation der Lösung ist ebenso wie die Basislösung schwer handhabbar, wegen der Stifte zudem noch sehr filigran und daher für kleine Kinder der Altersklasse von 3 bis 8 Jahren auch absolut ungeeignet. Zudem ist diese Lösung in der Herstellung sehr kostenaufwendig und auch sehr verschleißanfällig.
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Mit keiner dieser im
US 1 860 627 A vorgeschlagenen Lösungen ist es möglich beispielsweise einen starren mit 3 und mehr Hebelarmen versehenen sternförmigen Hebel um einen Drehpunkt herum aufzubauen, bzw. mit dieser Lösung einen „Freigang” zwischen zwei gegeneinander auf einer Achse rotierenden Baugruppen zu realisieren, so dass die im
US 1,860,627 A1 vorgeschlagenen Lösungen bei deren Einsatz für Spielzeugbausätzen die Modellvielfalt sehr stark einschränken.
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Daher wurde in der
EP 0 413 009 B1 ein Spielzeugbausatz mit Bauelementen aus Kunststoff vorgestellt, bei dem, analog zur
US 1 860 627 A , um die in den Bauteilen endseitig angeordneten Verbindungsbohrungen herum, strahlenförmig ein die Bauteiloberfläche überragender Zahnkranz mit Rastelementen in Form einer „Rosette” angeordnet ist, welche ebenfalls wieder aus Raststegen mit dazwischen liegenden Rastnuten besteht, wobei die Zahnkränze der miteinander in Wirkverbindung tretenden Bauteile verdehsicher positioniert werden können, und bei der in den miteinander fluchtenden Verbindungsbohrungen der miteinander in Wirkverbindung tretenden Bauteilen an Stelle von Druckknöpfen Steckelemente aus Kunststoff zur Lagesicherung angeordnet werden.
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Um nun einen Freigang zwischen zwei Bauelementen zu ermöglichen, wurde bei dieser Lösung vorgeschlagen, dass auch an Stelle des Zahnkranzes (mit den Rastelementen) um die Verbindungsbohrung herum eine Ringnut angeordnet sein kann, in der ein auf der benachbarten Bauteiloberfläche angeordneter Zahnkranz beim Aneinanderliegen der Bauteiloberflächen dann frei umläuft, so dass somit eine „Gelenkverbindung” entsteht.
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Diese Lösung hat jedoch den Nachteil, das beim biegesteifen Verbinden gleichartiger Stabbauelemente, eine exakt lineare Ausrichtung, oder, wie bei Modellen häufig erforderlich, eine exakt rechtwinklige Ausrichtung der Stabbauelemente zueinander nicht möglich ist, da bei „linearer”, oder rechtwinkliger Ausrichtung der in dieser Lösung vorgestellten gleichartigen Spritzgussbauteile „Zahn auf Zahn” zu liegen kommen würde und daher dann eine Wirkverbindung, d. h. eine biegesteife Verbindung der Bauteile miteinander nicht gewährleistet ist. Zudem schränkt auch diese Lösung für Spielzeugbausätze die mit diesem Bausatz realisierbare Modellvielfalt sehr stark ein, da es beispielsweise auch mit dieser Lösung nicht möglich ist, einen starren mit 3 und mehr Hebelarmen versehenen sternförmigen Hebel um einen Drehpunkt herum aufzubauen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Spielzeugbausatz mit Bauelementen zu entwickeln, welcher die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik beseitigt, dabei einerseits bereits mit wenigen Bauteilen den Zusammenbau von spielfähigen, auch beweglichen Modellen ermöglicht, aber auch andererseits den Bau von großen statischen (z. B. Bauwerken, Häusern, Türmen, u. s. w.) wie auch dynamischen Modellen bei hoher Modellvielfalt ermöglicht, wobei auch funktionsfähige Modelle (Fahrzeuge, Bagger, Drehleitern, u. s. w.) aufgebaut werden können, bei denen um stationäre Baugruppen herum rotierende Funktionselemente drehen, und bei denen ein definiertes Zusammenwirken der einzelnen Elementtypen miteinander, bei hoher ingenieurtechnischer Kreativität, mit vielen, den jeweils erwünschten Anforderungen gerecht werdenden Freiheitsgraden, gewährleistet werden kann, wobei eine einfache, zuverlässige, schnelle, sichere Montage der Modelle ohne jegliche zusätzliche Werkzeuge, mit an die jeweilige Altersgruppe optimal angepasstem Kraftaufwand stets derart gewährleistet werden soll, dass die jeweils gewünschte Wirkverbindung wie auch deren Demontage einfach, sicher, schnell und zuverlässig, d. h. optimal, mit sehr geringer Montage-/Demontagekraft bewirkt werden kann.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Spielzeugbausatz zur Herstellung von eben oder räumlich aufgebauten Modellen mit gelochten ebenen, und gelochten räumlichen Bauteilen 1 unter Einsatz von Verbindungselementen 2, nach den Merkmalen des Hauptanspruches der Erfindung gelöst.
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Vorteilhafte Ausführungen, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, wie auch aus der nachfolgenden Beschreibung der erfindungsgemäßen Bauelemente in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen und drei nach der erfindungsgemäßen Lösung aufgebauten Modellen.
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Der erfindungsgemäße Spielzeugbausatz zur Herstellung von eben oder räumlich aufgebauten Modellen mit, gelochten ebenen und gelochten räumlichen Bauteilen 1 und Verbindungselementen 2, wobei in den Bauteilen 1 Verbindungsbohrungen 3 mit einem einheitlichen Bohrungsdurchmesser BD angeordnet sind, und so fern mehrere Verbindungsbohrungen 3 in einem Bauteil 1 angeordnet sind, sind diese Verbindungsbohrungen 3 nebeneinander, wie auch rechtwinklig zueinander stets mit dem gleichen Lochmittenabstand, dem Rastermaß RM, beabstandet, wobei zur Montage die jeweiligen Bauteile 1 derart aneinander gelegt werden, dass die Verbindungsbohrungen 3 der Bauteile 1 im zukünftigen Verbindungspunkt 5 zueinander fluchten.
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In den zueinander fluchtenden Verbindungsbohrungen 3 der zu verbindenden Bauteile 1 werden dann mit Spielpassung die Verbindungselemente 2, wie beispielsweise Steckbolzen, Niete oder erfindungsgemäße Gewindehülsen 15 mit den diesen zugeordneten erfindungsgemäßen Gewindemuttern 7 oder erfindungsgemäßen Gewindeschrauben 6, angeordnet. Mittels dieser Verbindungselemente 2, werden der/die Verbindungspunkt/e 5 der zu verbindenden Bauteile 1 des erfindungsgemäßen Spielzeugbausatzes ausgebildet.
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So kann ein Verbindungspunkt 5 beispielsweise dadurch gebildet werden, dass zum Verbinden von zwei oder mehr Bauteilen 1 in deren Verbindungsbohrungen 3 eine Gewindehülse 15 angeordnet wird, wobei beidseitig der Bauteile 1, auf der Gewindehülse Gewindemuttern 7 angeordnet werden, welche mit ihren Seitenflächen 4 an den Seitenflächen 4 der Bauteile 1 benachbart anliegen. Anstelle der beidseitigen Anordnung von Gewindemuttern 7 kann auch durch das Anordnen einer Kombination von Gewindemuttern 7 und Gewindeschrauben 6, oder der beidseitigen Anordnung von Gewindeschrauben an/auf der Gewindehülse 15 der jeweilige Verbindungspunkt 5 ausgebildet werden. Dabei können sich auch mehrere Verbindungspunkte 5 entlang einer Gewindehülse 15 erstrecken.
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Der erfindungsgemäße Spielzeugbausatz zeichnet sich dabei dadurch aus, dass die einzelnen Bauteile 1 des Spielzeugbausatze, um die Verbindungsbohrung/en 3 herum, mit auf einem für den jeweiligen Spielzeugbausatz einheitlichen Positionierkreis 8 angeordneten, durch das Bauteil 1 hindurchreichenden Arretierungsdurchgangslöcher 10, und/oder mit im Bereich des Positionierkreises 8, um die Verbindungsbohrung/en 3 herum, in der Seitenfläche 4 eingearbeiteten Ringnut/en 9 und/oder eingearbeitete Arretierungssenklöcher 11 versehen sind, wobei die Arretierungsdurchgangslöcher 10 bzw. die Arretierungssenklöcher 11 zueinander gleichmäßig versetzt angeordnet sind, und deren Bohrungsdurchmesser BD, das 0,5-fache bis 2-fache der, am Kreisumfang des Positionierkreises 8, zwischen den Arretierungsdurchgangslöchern 10 bzw. den Arretierungssenklöchern 11 verbleibenden Stegdicke SD beträgt, und der Durchmesser des Positionierkreises 8 der Arretierungsdurchgangslöcher 10 bzw. der Arretierungssenklöchern 10 dem Durchmesser des Mittenkreises der Ringnut 9 entspricht, wobei die Ringnutbreite RB das 1,01-fache bis 1,4-fachen des Bohrungsdurchmessers BD beträgt, wobei diese mit Ringnuten 9 und/oder Arretierungsdurchgangslöchern 10 und/oder Arretierungssenklöchern 11 versehenen Bauteile 1 mit anderen ebenfalls im Spielzeugbausatz angeordneten Bauteilen 1 in Wirkverbindung treten, bei denen um alle Verbindungsbohrungen 3 bzw. nur um eine oder auch mehrere der Verbindungsbohrung/en 3 des jeweiligen Bauteiles 1 herum, beidseitig an den Seitenflächen 4, am Kreisumfang des Positionierkreises 8, an Stelle der Arretierungsdurchgangslöcher 10, d. h. jeweils analog zur Anordnung der Arretierungsdurchgangslöcher 10, zueinander gleichmäßig versetzt Positionierzylinder 12 angeordnet sind, die die Seitenfläche 4 um die Zylinderhöhe ZH überragen und deren, mit Spielpassung zu den Arretierungsdurchgangslöchern 10 bemessener, Zylinderdurchmesser ZD mit den Arretierungsdurchgangslöchern 10 des/der jeweils benachbarten Bauteils/Bauteile 1 formschlüssig in Wirkverbindung tritt/treten, oder in der am jeweils benachbarten Bauelement angeordneten Ringnut 9 frei umlaufen können, und die mit Arretierungsdurchgangslöchern 10 und/oder Ringnut/en 9 versehenen Bauteile 1, wie auch die Bauteile 1 an denen um die, bzw. eine oder mehrere ihrer Verbindungsbohrung/en 3 herum Positionierzylinder 12 angeordnet sind, die mit anderen ebenfalls im Spielzeugbausatz angeordneten Bauteilen 1 in Wirkverbindung treten, bei denen um die Verbindungsbohrung/en 3 herum, auf einer Seitenfläche 4 Positionierzylinder 12 und auf der gegenüberliegenden, d. h. der anderen Seitefläche 4 Arretierungssenklöcher 11, gleichmäßig versetzt derart angeordnet sind, dass die Positionierzylinder 12 direkt den Arretierungssenklöchern 11 gegenüber liegen, so dass sowohl die Positionierzylinder 12 wie auch die Arretierungssenklöcher 11, formschlüssig mit zugeordneten Arretierungsdurchgangslöchern 10, Arretierungssenklöchern 11 oder Positionierzylindern 12, die an dem/den jeweils benachbarten Bauteil/en 1 angeordnet sind, in Wirkverbindung treten bzw. in der am benachbarten Bauteil 1 den Positionierzylindern 12 gegenüberliegend angeordneten Ringnut 9 frei umlaufen können.
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Selbstverständlich kann auch durch das Anordnen von Bauelementen deren Seitenflächen 4 mit Arretierungsdurchgangslöchern 10, Arretierungssenklöcher 11 und/oder Ringnuten 9 sich einander gegenüberliegen, ein freies Drehen/Umlaufen der Bauelemente zueinander um den Verbindungspunkt 5/die Verbindungsbohrung 3 gewährleistet werden.
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Erfindungswesentlich ist auch, dass die Gewindeschrauben 6 einen Schraubenkopf 20 besitzen, und so fern sie beim jeweiligen Modell eingesetzt werden, stets nur in Verbindung mit Gewindehülsen 15 eingesetzt werden. Kennzeichnend ist in diesem Zusammenhang, dass die Gewindehülsen 15 des Spielzeugbausatzes ein Innengewinde 16 besitzen, welches mit dem Schraubengewinde 13 der Gewindeschrauben 6 in Wirkverbindung treten kann, wobei außen auf der Gewindehülse 15 ein Außengewinde 17 angeordnet ist, und die im Spielzeugbausatz eingesetzten Gewindemuttern 7 ein Mutterngewinde 18 aufweisen, welches mit dem Außengewinde 17 der Gewindehülse 15 in Wirkverbindung tritt, und neben den Gewindeschrauben 6 im Spielzeugbausatz auch Doppelschrauben 19 angeordnet sind, bei denen beidseitig eines Schraubenkopfes 20 jeweils ein Schraubenzylinder mit dem Schraubengewinde 13 angeordnet ist, und die Schraubenköpfe 20 wie auch die Mutternköpfen 14 der Gewindemuttern 7 auf den Seitenflächen 4 am Kreisumfang des, für den jeweiligen Spielzeugbausatz einheitlichen Positionierkreises 8 mit den ebenfalls für den jeweiligen Spielzeugbausatz einheitlich auf der Seitenfläche 4 zueinander versetzt angeordneten Arretierungssenklöchern 11 versehen sind, wobei auf der den Arretierungssenklöchern 11 gegenüberliegenden Seitenfläche 4 des Mutternkopfes 14, wie auch auf der den Arretierungssenklöchern 11 gegenüberliegenden Seitenfläche 4 des Schraubenkopfes 20, eine Ringnut 9 angeordnet ist, deren Mittenkreisdurchmesser dem Durchmesser des Positionierkreises 8 entspricht.
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Erfindungsgemäß weisen, aus Gründen der Stabilitätserhöhung bei gleichzeitiger Materialeinsparung, die Gewindeschrauben 6, die Doppelschrauben 19, wie aber auch die nachfolgend noch erläuterten Steckverbinder 21 mittig eine Durchgangsbohrung auf.
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Erfindungswesentlich ist, dass bei allen Bauteilen 1 und Verbindungselementen 2 eines Spielzeugbausatz die Abmessungen der Positionierkreise 8, die Teilung am Umfang des Positionierkreises 8, d. h. der Versatz der am Positionierkreis 8 gleichmäßig zueinander versetzt angeordneten Arretierungsdurchgangslöcher 10, Arretierungssenklöcher 11 sowie Positionierzylinder 12, wie auch die Dimensionierung der Arretierungsdurchgangslöcher 10, der Arretierungssenklöcher 11, des Positionierkreises 8 aber auch die Ringnutbreiten RB selbst stets bausatzeinheitlich sind, wobei der Außendurchmesser der mit einem Außengewinde 17 versehenen Gewindehülse 15 stets um das Arbeitspiel kleiner als der Bohrungsdurchmesser BD der Verbindungsbohrungen 3 ist.
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Diese erfindungsgemäß aufgebauten Bauteile 1 ermöglichen so eine nahezu unbegrenzte Vielfalt diese untereinander zu kombinieren und miteinander zu verbinden, sie dabei zweckgebunden entweder erfindungsgemäß in ihrer Lage zu fixieren, sie erfindungsgemäß jeweils zweckgebunden in ihrer Beweglichkeit zueinander definiert einzuschränken, oder aber auch mittels der erfindungsgemäßen Bauteile 1 und der erfindungsgemäßen Verbindungselemente 2 des erfindungsgemäßen Spielzeugbausatzes die vielfältigsten Bewegungen in den unterschiedlichen jeweils definierten Ebenen zu gewährleisten.
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Die erfindungsgemäße Lösung bietet dabei, neben der bereits beschriebenen Möglichkeit, die erfindungsgemäß aufgebauten Bauteile 1 und Verbindungselemente 2 des erfindungsgemäßen Spielzeugbausatz nahezu uneingeschränkt miteinander zu kombinieren, gleichzeitig aber auch die Möglichkeit, des multivalenten Einsatzes einzelner Bauteile 1 des erfindungsgemäßen Spielzeugbausatzes, wobei diese Bauteile 1 neben ihrer eigentlichen „Bestimmung” auch „zwischenzeitlich/vorübergehend” als Montagewerkzeug, eingesetzt werden können um so, d. h. mit diesen Bauteilen 1, andere Bauelemente des erfindungsgemäßen Spielzeugbausatzes werkzeuglos miteinander zu verbinden, aber ebenso selbstverständlich auch zur Demontage bereits gefügter stabiler Verbindungen zu verwenden, so dass auch diese ohne den Einsatz spezieller Werkzeuge, wie Schraubenschlüssel oder Schraubenzieher, ebenfalls wieder „kinderleicht” demontiert werden können.
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Dabei kann der für die Verbindung/Demontage erforderliche Kraftbedarf erfindungsgemäß vom Kind selbst so angepasst werden, dass selbst Kinder im Alter von 3 Jahren ohne fremde Hilfe durch Erwachsene, sich mit dem erfindungsgemäßen Baukasten, d. h. mit dessen Einzelteilen, beschäftigen, und so ganz allein kleine, wie auch größere Modelle erstellen können.
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Der erfindungsgemäße Spielzeugbausatz, dessen Bauelemente vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt werden, ermöglicht dabei, dass einerseits bereits mit wenigen Bauelementen spielfähige, sogar schon bewegliche Modelle erstellt, aber andererseits auch um mit weiteren Bauelementen große statische Modelle, oder aber auch, um stationäre Bauten herum bewegliche, z. B. rotierende Funktionselemente anzuordnen, um so auch große dynamischen Modellen mit hoher Modellvielfalt (z. B. Brückenbauwerke, Häuser, Türme, Fahrzeuge, Bagger, Drehleitern u. s. w.) zu erstellen, bei denen durch ein exakt definiertes Zusammenwirken der erfindungsgemäßen Bauelemente miteinander, die den jeweils erwünschten Anforderungen entsprechenden Freiheitsgrade, definiert modelliert und mittels einer einfachen, zuverlässigen, schnellen, sicheren Montage eine unbegrenzte Modellvielfalt ohne den Einsatz von zusätzlichen Werkzeugen, mit an die jeweilige Altersgruppe optimal angepasstem Kraftaufwand erstellt werden kann, wobei nicht nur die jeweils gewünschte Wirkverbindung, sondern auch deren Demontage stets sehr einfach, sicher, schnell und zuverlässig, d. h. optimal, mit sehr geringem der jeweiligen Altersgruppe angepasstem Kraftaufwand realisiert werden kann.
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Nachfolgend sollen nun im Rahmen von Ausführungsbeispielen zur erfindungsgemäßen Lösung die erfindungsgemäßen Bauelemente des Spielzeugbausatzes, wie auch deren erfindungsgemäßes Zusammenwirken in Verbindung mit einigen mittels der erfindungsgemäßen Bauelemente erstellten Modellen in 24 Darstellungen näher erläutert werden.
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Das Grundanliegen der vorliegenden Erfindung besteht im Wesentlichen darin, einen neuartigen Spielzeugbausatz zu erschaffen, dessen Bauelemente universell, nahezu uneingeschränkt miteinander kombiniert und zudem gleichzeitig werkzeuglos miteinander montiert und demontiert werden können, wobei vom Kind der erforderliche Montage-/Demontagekraftaufwand, stets selbst so angepasst werden kann, dass eine Hilfe durch Erwachsene nicht erforderlich wird.
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Erfindungsgemäß sollen bereits Kinder ab dem dritten Lebensjahr sich selbständig mit diesem Spielzeugbausatz, d. h. mit dessen Einzelteilen, beschäftigen und spielerisch erste kleinere Modelle, ob nun statischer, oder auch dynamischer Natur, in recht kurzer Zeit erstellen können.
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Die Verrundungen aller Ecken und Kanten an den einzelnen Bauelementen des erfindungsgemäßen Spielzeugbausatzes gewährleisten ein gefahrloses, Anfassen der Bauteile ohne Verletzungsrisiko.
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Charakteristisch für den Spielzeugbausatz ist eine bei allen Bauteilen 1 wiederkehrende Verbindungsbohrung 3 um die herum erfindungscharakteristische Arretierungsdurchgangslöcher 10, Arretierungssenklöcher 11 und/oder Positionierzylindern 12 angeordnet sind. Mittels spezieller erfindungsgemäß zugeordneter, ebenfalls erfindungscharakteristisch aufgebauter, d. h. ebenfalls mit Arretierungsdurchgangslöchern 10, Arretierungssenklöcher 11, Positionierzylindern 12 und/oder mit Ringnut/en 9 versehene, Verbindungselemente 2, wie den Gewindeschrauben 6, den Doppelschrauben 19, den Gewindemuttern 7 und den Steckverbindern 21 kann in Verbindung mit unterschiedlich langen, speziellen, erfindungsgemäßen Gewindehülsen 15 dann eine unbegrenzte Vielfalt an Verbindungsmöglichkeiten realisiert werden. So können die unterschiedlichen Bauteile 1 auch mit speziellen erfindungscharakteristisch, den Bauteilen 1 und den Verbindungselementen 2 zugeordnet aufgebauten „Kupplungsscheiben”, wie dem erfindungsgemäßen Kupplungselement 29 und/oder dem erfindungsgemäßen Rutschkupplungselement 30, definiert in ihrer Lage fixiert werden, wie auch mittels erfindungscharakteristisch aufgebauter Räder 26, Zahnräder 27 Führungsscheiben 28 u. a. m. in ihrer Beweglichkeit definiert beeinflusst werden, aber auch uneingeschränkte Bewegungen in einer Ebene ausführen. Erfindungsgemäß weisen die Gewindeschrauben 6, die Doppelschrauben 19, wie aber auch die nachfolgend noch erläuterten Steckverbinder 21 aus Gründen der Stabilitätserhöhung bei gleichzeitiger Materialeinsparung stets mittig eine Durchgangsbohrung auf.
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In 1.a ist in einer räumlichen Darstellung an einer Baugruppe eines Modells beispielhaft das Zusammenwirken der einzelnen erfindungsgemäß aufgebauten Bestandteile des hier vorgestellten Spielzeugbausatz dargestellt. 1.b zeigt eine räumliche Explosionsdarstellung der in der 1.a dargestellten Baugruppe.
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Diese in den 1.a und 1.b dargestellte Baugruppe erfüllt speziell die Aufgabe einer Seilspannvorrichtung, bei denen diese Baugruppe mittels der Anschlusselemente I beispielsweise an einen Kran montiert werden kann. Ein zwischen den Führungsscheiben 28 angeordnetes Seil kann dabei durch verdrehen des Zahnradpaares 27, mittels des Betätigungshebels II über den von diesem Zahnradpaar 27 „angetriebenen” Schwenkhebel III gespannt werden.
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Durch die ingenieurtechnische Verbindung der einzelnen erfindungsgemäß aufgebauten Bauelemente, d. h. der Bauteile 1 und der die Bauteile 1 zusammenhaltenden Verbindungselemente 2, ist es möglich durch das Zusammenspiel der diesen Bauelemente jeweils innewohnenden erfindungsgemäßen „Funktionen” in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen definierten Zusammenwirken der einzelnen Elementtypen miteinander, bei hoher ingenieurtechnischer Kreativität, die den jeweils erwünschten Anforderungen gerecht werdenden Freiheitsgrade zu realisieren, und so Modelle unterschiedlichster Art (wie z. B. Bagger, Kran, Anhänger, Turm, Haus, Aufzug usw.) aufgabengemäß zusammen zu bauen.
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In den 2 bis 9 sind die erfindungsgemäßen gelochten ebenen und gelochten räumlichen Bauteile 1 mit den in den Bauteilen 1 angeordneten Verbindungsbohrungen 3 dargestellt.
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Dabei zeigen die jeweiligen 2.a, 3.a, 4.a, 5.a, 6.a, 7.a, 8.a und 9.a eine räumliche Darstellung des jeweiligen Bauteiles 1 und die 2.b, 3.b, 4.b, 5.b, 6.b, 7.b, 8.b bzw. 9.b die jeweils zugehörige Seitenansicht. In den 2.c, 3.c, 4.c, 5.c, 6.c, 7.c, 8.c und 9.c ist der jeweilige Schnitt bei A-A nach 2.b, 3.b, 4.b, 5.b, 6.b, 7.b, 8.b bzw. 9.b dargestellt.
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Die in den 2 bis 6 dargestellten linearen erfindungsgemäß aufgebauten Bauteile 1 dienen in ihren unterschiedlichen Längen, mit jeweils einer unterschiedlichen Anzahl von in einer Linie hintereinander angeordneten Verbindungsbohrungen 3, mit den erfindungsgemäßen Arretierungsdurchgangslöchern 10, Arretierungssenklöchern 11 und/oder Positionierzylindern 12, der Herstellung einer Vielzahl von Modellen mit verschiedenartiger Geometrie.
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Erfindungswesentlich ist, wie in den 2 und 3 dargestellt, dass bei den Bauteilen 1 des Spielzeugbausatzes, um die Verbindungsbohrung/en 3 herum, auf einem für den jeweiligen Spielzeugbausatz einheitlichen Positionierkreis 8 durch das Bauteil 1 hindurchreichenden Arretierungsdurchgangslöcher 10 angeordnet sind, und dass diese Arretierungsdurchgangslöcher 10 zueinander gleichmäßig versetzt angeordnet sind, und deren Bohrungsdurchmesser BD, das 0,5-fache bis 2-fache der, am Kreisumfang des Positionierkreises 8, zwischen den Arretierungsdurchgangslöchern 10 verbleibenden Stegdicke SD beträgt.
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Vorteilhaft ist, wie in den Ausführungsbeispielen dargestellt, wenn die am Positionierkreis 8 zueinander gleichmäßig versetzt angeordneten Arretierungsdurchgangslöcher 10 jeweils um 30° zueinander versetzt angeordnet sind.
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Die einzelnen Elemente des in diesem Ausführungsbeispiel vorgestellten Spielzeugsatzes sind dabei so bemessen, dass deren Arretierungsdurchmesser AD = 4,6 mm, deren Bohrungsdurchmesser BD = 24 mm, deren Positionierkreisdurchmesser PD = 32 mm, deren Rastermaß RM = 42 mm und deren Stegdicke SD = 3,2 mm beträgt.
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Das Bauteil 1 ist in den 2.a, 2.b und 2.c in der Ausführungsform mit mindestens zwei Verbindungsbohrungen 3 und den erfindungsgemäß um diese herum angeordneten Arretierungsdurchgangslöcher 10 dargestellt.
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Das in den 3.a, 3.b und 3.c dargestellte Bauteil 1 ist analog aufgebaut, besitzt jedoch mindestens vier, aber auch mehr Verbindungsbohrungen 3 mit den erfindungsgemäß um diese herum angeordneten Arretierungsdurchgangslöchern 10.
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Die in den 4 bis 6 dargestellten Bauteile 1 besitzen neben den um mindestens eine ihrer Verbindungsbohrungen 3 herum angeordneten Arretierungsdurchgangslöchern 10, daneben, zumeist um die „außen”, im „Endbereich” des Bauteiles angeordneten Verbindungsbohrungen 3 herum, beidseitig auf den Seitenflächen 4, angeordnete Positionierzylinder 12 (5 und 6) oder aber auch, diesen Positionierzylindern 12 „gegenüberliegend”, auf einer der Seitenflächen 4, angeordneten Arretierungssenklöcher 11 (4).
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Diese Bauteile 1 können mit ihren Positionierzylindern 12 formschlüssig mit den Bauteilen 1 aus den 2 und 3 aber auch mit denen der 4 zusammenwirken, da deren Positionierzylinder 12 formschlüssig mit den am benachbarten Bauteil 1 zugeordnet angeordneten Arretierungsdurchgangslöchern 10 bzw. Arretierungssenklöchern 11 in Wirkverbindung treten.
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Die am Bauteil 1 auf dem Positionierkreis 8 gleichmäßig versetzt angeordneten Arretierungsdurchgangslöcher 10/Arretierungssenklöcher 11 ermöglichen dabei durch das formschlüssige Zusammenwirken mit den am benachbarten Bauteil 1 angeordneten Positionierzylindern 12 eine definierte „Winkeleinstellung” der Bauteile 1 zueinander um die Verbindungsbohrung 3. Vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang, wenn die Tiefe der Arretierungssenklöcher 11, die Arretierungssenklochtiefe AT, bei diesen Bauteilen 1 das 0,5- bis 0,8–fache der Bauteilbreite BB beträgt, wobei im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Bauteilbreite BB 5 mm, die Arretierungssenklochtiefe AT 2,6 mm beträgt und die am Bauteil 1 angeordneten Positionierzylindern 12 eine Zylinderhöhe ZH von 2,4 mm aufweisen.
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Die in den 4 bis 6 dargestellten Bauteile 1 können dabei neben ihrem Einsatzes als „tragende Bauteile” auch gleichzeitig jederzeit als „Montagewerkzeuge” z. B. zum Lösen oder Anziehen der erfindungsgemäßen Gewindemuttern 7, der Gewindeschrauben 6 oder der Doppelschraube 19 eingesetzt werden.
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Auf diesen multifunktionellen Einsatz wird jedoch in Verbindung mit den Darstellungen zu den Verbindungselementen 2 in den 14, 15 und 16 noch einmal ausführlicher eingegangen.
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Neben den bisher erläuterten ebenen, linear aufgebauten Bauteilen 1, d. h. mit einer linearen Anordnung der Verbindungsbohrungen 3, sind im erfindungsgemäßen Spielzeugbausatz zudem auch ebene, flächige Bauteile 1, nachfolgend Plattenelemente 32 genannt, mit in einer Ebene derart nebeneinander angeordneten einheitlichen Verbindungsbohrungen 3, dass diese auch rechtwinklig zueinander stets mit dem gleichen Lochmittenabstand, dem Rastermaß RM, beabstandet sind. Charakteristisch für diese erfindungsgemäßen Plattenelemente 32 ist, dass um die Verbindungsbohrung/en 3 herum, mit auf einem für den jeweiligen Spielzeugbausatz einheitlichen Positionierkreis 8, durch das Bauteil 1 hindurchreichenden Arretierungsdurchgangslöcher 10 angeordnet sind.
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Derartige Plattenelemente 32 sind in den 7, 8, und 9 dargestellt. Auch bei diesen Figuren zeigt die 7.a, 8.a und 9.a eine räumliche Darstellung des jeweiligen Bauteiles 1, die 7.b, 8.b und 9.b die jeweils zugehörige Seitenansicht und die 7.c, 8.c, 9.c den jeweilige Schnitt bei A-A gemäß der zugeordneten 7.b, 8.b bzw. 9.b.
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Bei dem in den 7.a, 7.b und 7.c dargestellten erfindungsgemäßen Plattenelement 32 handelt es sich um ein viereckiges Plattenelement 32 und bei dem in den 8.a, 8.b und 8.c dargestellten erfindungsgemäßen Plattenelement 32 handelt es sich um ein dreieckiges Plattenelement 32.
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Mittels dieser Plattenelemente 32 die als Grund- oder Trägerplatte, wie aber auch als Verbindungsplatte (analog einem Fachwerkknotenblech im Stahlbau) eingesetzt werden können, werden bei Bedarf mehrere ebene, lineare Bauteile 1 miteinander in einer Ebene verbunden.
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Das in den 9.a, 9.b und 9.c dargestellte kreisförmige Plattenelement 32 dient vorzugsweise zur Herstellung von Modellen bei denen beispielsweise ein Rotieren der Bauteile ermöglicht werden soll, siehe hierzu das in den 23.a und 23.b dargestellte Drehgestell, aber auch zur Herstellung einer Kurbel um beispielsweise eine translatorischen Bewegung in eine Drehbewegung umzuwandeln. Auf Grund der erfindungsgemäßen, durch das Bauteil 1 hindurchreichenden Arretierungsdurchgangslöcher 10 (um jede Verbindungsbohrung 3 herum), können auch am kreisförmigen Plattenelement 32 alle anderen Bauelemente des erfindungsgemäßen Spielzeugbausatzes angeordnet werden.
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Bei den in den 10 und 11 dargestellten Bauteilen 1 handelt es sich um erfindungsgemäß aufgebaute Winkelelemente 31 mit rechtwinklig zueinander angeordneten Verbindungsbohrungen 3 um die, wiederum erfindungsgemäß, herum, auf dem für den jeweiligen Spielzeugbausatz einheitlichen Positionierkreis 8, durch das Bauteil 1 hindurchreichende Arretierungsdurchgangslöcher 10 angeordnet sind.
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Diese Winkelelemente 31 ermöglichen nun, in Verbindung mit den anderen Teilen des erfindungsgemäßen Spielzeugbausatzes, den Aufbau von 3-dimensionalen Modellen.
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Eine weitere Variante zum Aufbau von 3-dimensionalen Modellen ist durch das in der 12 dargestellte Quaderelement 33 mit rechtwinklig zueinander an einem Quader angeordneten Verbindungsbohrungen 3 um die, wiederum erfindungsgemäß, herum, auf dem für den jeweiligen Spielzeugbausatz einheitlichen Positionierkreis 8, erfindungsgemäß die Arretierungsdurchgangslöcher 10 angeordnet sind. Diese Quaderelemente 33 können auf Ihren gegenüberliegenden Seitenflächen 4 jeweils eine oder mehrere Verbindungsbohrungen 3 aufweisen, sodass auch unterschiedlich lange, hohe bzw. breite Quaderelemente 33 (nicht in den Figuren dargestellt) einsetzbar sind. Neben der Möglichkeit einer schnellen 3-dimensionalen Montage können die Quaderelement 33 zudem beispielsweise aber auch als „Gewichtsbauteil” eingesetzt werden, um beispielsweise bei einem Kranmodell ein stabiles Gleichgewicht des Modells unter „Funktionslasten” zu gewährleisten.
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In den 13, 14, 15, 16 und 17 sind die im Spielzeugbausatz Einsatz findenden erfindungsgemäßen Verbindungselemente 2 dargestellt.
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Die 13 zeigen die erfindungsgemäße Gewindehülse 15 des Spielzeugbausatzes mit einem Außengewinde 17 und einem Innengewinde 16. Hier ist in der 13.a eine räumliche Darstellung der Gewindehülse 15, in der 13.b die zugehörige Draufsicht, und in der 13.c die Seitenansicht der Gewindehülse 15 dargestellt.
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Die 14 zeigen die der erfindungsgemäßen Gewindehülse 15 zugeordnete Gewindemutter 7 mit einem Mutterngewinde 18, welches mit dem Außengewinde 17 der Gewindehülse 15 in Wirkverbindung treten kann.
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Dabei ist in der 14.a eine räumliche Darstellung der Gewindemutter 7, in der 14.b die zugehörige Seitenansicht, und die 14.c der Schnitt bei A-A gemäß 14.b durch die Gewindemutter 7 dargestellt.
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Charakteristisch für die Mutternköpfen 14 der erfindungsgemäßen Gewindemuttern 7 ist, dass auf einer Seitenfläche 4 am Kreisumfang des, für den jeweiligen Spielzeugbausatz einheitlichen Positionierkreises 8 wiederum die für den jeweiligen Spielzeugbausatz einheitlich zueinander versetzt angeordneten Arretierungssenklöcher 11 angeordnet sind, und dass auf der den Arretierungssenklöchern 11 gegenüberliegenden Seitenfläche 4 des Mutternkopfes 14, beidseitig des Kreisumfangs eine Ringnut 9 angeordnet ist, deren Mittenkreisdurchmesser dem Durchmesser des Positionierkreises 8 entspricht, wobei die Ringnutbreite RB das 1,01-fache bis 1,4-fachen des Bohrungsdurchmessers BD beträgt, die selbst beim Anliegen der Gewindemuttern 7 an einem benachbarten Bauteil 1, z. B. nach 4, 5 oder 6, mit an diesem im Bereich der Gewindemuttern 7 angeordneten Positionierzylindern 12 ein freies Drehen/Umlaufen der Mutter ermöglicht. Gleichzeitig ermöglichen die Arretierungssenklöcher 11 ein Verspannen der Gewindemutter/n 7 mittels eines mit Positionierzylinder 12 versehenen Bauteiles 1 nach 4, 5 oder 6.
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Die 15 zeigen eine erfindungsgemäße Gewindeschraube 6. In der 15.a ist eine räumliche Darstellung der Gewindeschrauben 6, in der 15.b die zugehörige Draufsicht auf den Schraubenkopf 20, und in der 15.c der Schnitt bei A-A gemäß 15.b durch die Gewindeschraube 6 dargestellt.
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Die 16 zeigt eine erfindungsgemäße Doppelschraube 19.
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In der 16.a ist eine räumliche Darstellung der Doppelschraube 19, in der 16.b die zugehörige Draufsicht, und die 16.c der Schnitt bei A-A gemäß 16.b durch die erfindungsgemäße Doppelschraube 19 dargestellt. Erfindungsgemäß weisen die Gewindeschrauben 6, wie auch die Doppelschrauben 19, zur Stabilitätserhöhung bei gleichzeitiger Materialeinsparung, mittig eine Durchgangsbohrung auf.
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Charakteristisch für die erfindungsgemäße Gewindeschraube 6, wie auch für die erfindungsgemäße Doppelschraube 19 ist, dass am erfindungsgemäßen Schraubenkopf 20 entweder, bei der Gewindeschraube 6 einseitig des Schraubenkopfes 20 ein zylindrisches Gewindestück mit Schraubengewinde 13 angeordnet ist oder bei der Doppelschraube 19 beidseitig des Schraubenkopfes 20 zylindrische Gewindestücke mit Schraubengewinde 13 angeordnet sind, welches/welche ausschließlich nur mit dem Innengewinde 16 der Gewindehülsen 15 in Wirkverbindung treten kann/können, und dass die erfindungsgemäße Gewindeschraube 6, wie auch die erfindungsgemäße Doppelschraube 19 stets nur in Verbindung mit den Gewindehülsen 15 eingesetzt werden.
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Erfindungsgemäß sind bei den Gewindeschrauben 6 die Arretierungssenklöcher 11 auf der den Schraubenzylindern mit Schraubengewinde 13 abgewandten Seitenfläche 4 angeordnet.
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Erfindungswesentlich für die Schraubenköpfe 20 der erfindungsgemäßen Gewindeschrauben 6, wie auch der erfindungsgemäßen Doppelschrauben 19 ist, dass an deren Seitenflächen 4 am Kreisumfang des, für den jeweiligen Spielzeugbausatz einheitlichen Positionierkreises 8 wiederum die für den jeweiligen Spielzeugbausatz einheitlich zueinander versetzt angeordneten Arretierungssenklöcher 11 angeordnet sind, die wie bereits in Verbindung mit den Gewindemuttern 7 erläutert, ein Verspannen der erfindungsgemäßen Gewindeschrauben 6, wie auch der erfindungsgemäßen Doppelschrauben 19, mittels eines mit Positionierzylindern 12 versehenen Bauteiles 1 nach 4, 5 oder 6 gewährleisten, und dass auf der den Arretierungssenklöchern 11 gegenüberliegenden Seitefläche 4 des Schraubenkopfes 20 eine Ringnut 9 angeordnet ist, deren Mittenkreisdurchmesser dem Durchmesser des Positionierkreises 8 entspricht, und die, wie bereits in Verbindung mit den Gewindemuttern 7 erläutert, ein freies Umlaufen von an einem benachbarten Bauteil 1 nach 4, 5 oder 6 angeordneten Positionierzylindern 12, z. B. beim „festschrauben” und/oder „lösen” der erfindungsgemäßen Gewindeschrauben 6 bzw. Doppelschrauben 19, ermöglicht.
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Die Gewindehülsen 15 mit dem Außengewinde 17 und dem Innengewinde 16 dienen dabei in Verbindung mit den Gewindemuttern 7, den Gewindeschrauben 6 und/oder Doppelschrauben 19, einerseits zur Montage der Bauteile 1 des Modells, aber zudem auch zur Montage/Fixierung von Rädern 26, Zahnrädern 27 und/oder weiteren Elementen mit und ohne Freigang, z. B. Kupplungselementen. Auf weitere Elemente des erfindungsgemäßen Spielzeugbausatzes wird jedoch nachfolgend noch ausführlich eingegangen.
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Auch bei den erfindungsgemäßen Gewindeschrauben 6, wie auch bei den erfindungsgemäßen Doppelschrauben 19 können, ebenso wie bereits in Verbindung mit den Gewindemuttern 7 erläutert, mittels der an den, in den 4, 5 oder 6 dargestellten, Bauteilen 1 angeordneten Positionierzylinder 12, in Verbindung mit den erfindungsgemäß an jedem Schraubenkopf 20 der erfindungsgemäßen Gewindeschrauben 6 und/oder Doppelschrauben 19 angeordneten Arretierungssenklöchern 11, wie bereits in Verbindung mit den Gewindemuttern 7 erläutert, diese in den 4, 5 und 6 dargestellten Bauteile 1 als Werkzeuge zum Lösen oder Anziehen der Gewindeschrauben 6, wie auch die erfindungsgemäße Doppelschrauben 19 eingesetzt werden.
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Beim „Werkzeugeinsatz” werden die Positionierzylinder 12 des jeweiligen Bauteiles 1 nach 4, 5 oder 6 in die am Mutternkopf 14 oder auch in die am Schraubenkopf 20 erfindungsgemäß angeordneten Arretierungssenklöcher 11 formschlüssig eingesteckt.
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Aus der Länge des Bauteils 1, und der damit im Bauteil 1 enthaltenen Anzahl von Verbindungsbohrungen 3 ergibt sich die mögliche wirksame Länge des Hebelarmes, mit dessen Hilfe dann, von der jeweiligen Körperkraft des Kindes abhängig, das erforderliche Drehmoment zum Lösen oder Anziehen der erfindungsgemäßen Gewindemutter/n 7 bzw. der erfindungsgemäße/n Gewindeschraube/n 6, wie auch der erfindungsgemäße/n Doppelschraube/n 19 erzeugt werden kann.
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Daher ist beim Spielen mit dem erfindungsgemäßen Spielzeugbausatz kein Werkzeug, wie z. B. Maulschüssel oder Schraubendreher, erforderlich.
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Auch die umfangsseitig am Mutternkopf 14 in die Gewindemuttern 7, bzw. am Schraubenkopf 20 in die Gewindeschrauben 6 und die Doppelschrauben 19 eingearbeiteten Griffmulden 35 verbessern die Benutzung der Verbindungselemente 2 und gewährleisten so eine leichte Handhabung.
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In den 17 (17.a, 17.b, 17.c, 17.d und 17.e) ist der Aufbau der erfindungsgemäßen Steckverbinder 21 dargestellt.
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Die 17.a zeigt eine räumliche Darstellung eines Steckverbinders 21, in der 17.b ist die zugehörige Vorderansicht, in der 17.c die zugehörige Rückansicht, in der 17.d der Schnitt bei A-A gemäß 17.b durch den Steckverbinder 21, und in der 17.e die Seitenansicht des Steckverbinders 21 dargestellt.
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Erfindungsgemäß besitzen diese Steckverbinder 21 einen runden Steckerkopf 22, und einen doppelwandigen Steckerzylinder 23 bestehend aus zwei, ineinander rotationssymmetrisch und voneinander beabstandet, angeordneten mit mindestens jeweils einer/mehreren Klemmfedernut/en 25 versehenen, im Bereich des Steckerkopfes 22 miteinander verbundenen Zylinderschalen 23, wobei der Außendurchmesser der äußeren Zylinderschale 23 etwa dem Außendurchmesser der Gewindehülsen 15 entspricht, und am Außenmantel der äußeren Zylinderschale 23 des Steckerzylinder 23 vom Steckerkopf 22 um ein Arbeitsspiel mehr als ein ganzzahliges Vielfaches der Bauteilbreite BB beabstandet, eine ringförmige Verdickung, die Steckerklemme 24, angeordnet ist, wobei auch der Steckerkopf 22, analog zum Schraubenkopf 20 aufgebaut ist, und auf der dem Steckerzylinder 23 abgewandten Seitenfläche 4 des Steckerkopfes 22 ein Positionierkreis 8 mit den Arretierungsdurchgangslöchern 10 und auf der dem Steckerzylinder 23 zugewandten Seitenfläche 4 des Steckerkopfes 22 eine Ringnut 9 angeordnet ist, deren Mittenkreisdurchmesser dem Durchmesser des Positionierkreises 8 entspricht.
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Diese erfindungsgemäßen Steckverbinder 21 ermöglichen eine kindgerechte, werkzeuglose, schnelle Verbindung der Bauteile 1 des erfindungsgemäßen Spielzeugbausatzes. Die erfindungsgemäßen Steckverbinder 21, die in einem Spielzeugbausatz Anwendung finden, können dabei selbstverständlich unterschiedliche Längen der Zylinderschale 23 zwischen Steckerkopf 22 und Steckerklemme 24 aufweisen, so dass jeweils 2, 3, 4, ... u. s. w, Bauteilbreiten BB miteinander „verklemmt” werden können.
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Erfindungsgemäß weisen die Steckverbinder 21 zur Klemmkraftverbesserung, und Stabilitätserhöhung bei gleichzeitiger Materialeinsparung, mittig eine Durchgangsbohrung mit Teilschlitzanordnung auf.
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Diese erfindungsgemäße Form und Geometrie des erfindungsgemäßen Steckverbinders 21 ermöglicht eine schnelle und einfache Verbindung von zwei oder auch mehreren Bauteilen ohne den Einsatz von Werkzeugen. Die Verbindung wird dabei einfach von Hand, durch das Einschieben des Steckverbinders 21 in die Verbindungsbohrungen 3 der zu verbindenden Bauteile 1 bis zum Einrasten des Steckverbinders 12 hergestellt.
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Der Kraftbedarf zur Überwindung der Klemmkraft der Steckverbinder 21 ist durch den erfindungsgemäßen Aufbau mittels der ineinander rotationssymmetrisch und voneinander beabstandet, angeordneten mit mindestens jeweils einer/mehreren Klemmfedernut/en 25 versehenen, im Bereich des Steckerkopfes 22 miteinander verbundenen, vom Innenzylinder im „Biegebereich” getrennten Zylinderschalen 23, optimal an die Kräfte von kleinen Kindern angepasst, sodass auch hierbei die Hilfe der Eltern nicht erforderlich ist. Selbiges gilt auch für das Lösen der Verbindung.
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Mittels der erfindungsgemäßen Steckverbinder 21 können aber auch sonstige Elemente des Spielzeugbausatzes, (unter Verwendung von Rutschkupplungselementen 30 oder Kupplungselementen 29, d. h. mit und ohne Freigang,) wie z. B. wie die nachfolgend beschriebenen Rädern 26 (22) oder Zahnrädern 27 (20), auch über Winkelelemente/n 31, Plattenelemente/n 32 usw. mit dem jeweiligen Modell verbunden werden.
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In den 18 ist der Aufbau eines erfindungsgemäßen Kupplungselementes 29 dargestellt.
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Die 18.a zeigt die räumliche Darstellung des erfindungsgemäßen Kupplungselementes 29. In der 18.b ist die zugehörige Vorderansicht, in der 18.c der Schnitt durch das Kupplungselement 29 bei A-A gemäß
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18.b, und in der 18.c die Seitenansicht des Kupplungselementes 29 dargestellt.
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Das erfindungsgemäße Kupplungselement 29 ist kreisscheibenförmig aufgebaut und besitzt eine mittig angeordnete, bausatzeinheitliche Verbindungsbohrung 3, beidseitig an den kreisringförmigen Seitenflächen 4 des Kupplungselemente 29 sind, an dem erfindungsgemäßen Positionierkreis 8 bausatzeinheitliche Positionierzylinder 12 angeordnet, die mit den bausatzeinheitlichen Arretierungsdurchgangslöchern 10/Arretierungssenklochern 11 der benachbarten Bauelemente formschlüssig in der Bauform einer „formschlüssigen Kupplung” in Wirkverbindung treten, die aber auch in einer am benachbarten Bauelement, z. B. an einem Schraubenkopf 20 oder an einem Mutternkopf 14, angeordneten bausatzeinheitlichen Ringnut 9 frei umlaufen können.
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Die Kupplungselemente 29 ermöglichen das Verkoppeln von Bauteilen 1 miteinander vorzugsweise ohne Freigang, d. h. mit der Übertragung von Kräften, bzw. Drehmomenten von einem Bauteil 1 zum anderen.
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Die Kupplungselemente 29 kommen insbesondere in Verbindung mit den nachfolgend noch beschriebenen Rädern 26 oder Zahnrädern 27, auf Achsen zum Einsatz, wobei als solche Achse einerseits die Gewindehülse 15 aber andererseits auch eine Gewindeschraube 6 dienen kann, da erfindungsgemäß, sowohl bei den in den 15 dargestellten Gewindeschrauben 6, wie auch bei den in den 16 dargestellten Doppelschrauben 19, zwischen dem Schraubenkopf 20 und dem/den einseitig bzw. beidseitig drehfest am Schraubenkopf 20 angeordneten mit dem Schraubengewinde 13 versehenen Schraubenzylinder/n, stets ein Führungszylinder 37 angeordnet ist, dessen Außendurchmesser dem Außendurchmesser des Außengewinde 17 der Gewindehülse/n 15 entspricht, so dass dieser Führungszylinder 37 im jeweiligen Modell auch die Funktion einer Achse für die miteinander verbundenen Bauteile übernehmen kann.
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Selbstverständlich können die Kupplungselemente 29 auch als Distanzscheiben zum Ausgleich unterschiedlicher Bauteilhöhen verwendet werden.
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In den 19 ist der Aufbau eines erfindungsgemäßen Rutschkupplungselementes 30 dargestellt.
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Die 19.a zeigt die räumliche Darstellung des erfindungsgemäßen Rutschkupplungselementes 30 von vorne, und die 19.b zeigt die räumliche Darstellung des erfindungsgemäßen Rutschkupplungselementes 30 von hinten. In der 19.c ist die der 19.b zugeordnete Rückansicht, und in der 19.d der Schnitt durch das Rutschkupplungselementes 30 bei A-A gemäß 19.c dargestellt. Die 19.e zeigt die Seitenansicht des Rutschkupplungselementes 30.
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Auch das erfindungsgemäße Rutschkupplungselement 30 ist kreisscheibenförmig aufgebaut und besitzt eine mittig angeordnete, bausatzeinheitliche Verbindungsbohrung 3.
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Erfindungsgemäß ist auf einer Seitenfläche 4 des Rutschkupplungselementes 30, um den Positionierkreis 8 herum die jeweils bausatzeinheitliche Ringnut 9 angeordnet, wobei auf der gegenüberliegenden Seitenfläche 4 des Rutschkupplungselemente 30, am bausatzeinheitlichen Positionierkreis 8, zueinander versetzt die bausatzeinheitlichen Positionierzylinder 12 derart angeordnet sind, dass diese mit den bausatzeinheitlichen Arretierungsdurchgangslöchern 10 bzw. Arretierungssenklöchern 11 benachbarter Bauteile 1 des Bausatzes formschlüssig in Wirkverbindung treten, bzw. in der am benachbarten Bauteil 1 angeordneten Ringnut 9 frei umlaufen können.
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Die Rutschkupplungselemente 30 ermöglichen ein Verkoppeln von Bauteilen 1 – mit Freigang/Freilauf – miteinander, d. h. ohne dass eine Übertragung von Umfangskräften, bzw. Drehmomenten von einem Bauteil 1 zum anderen erfolgt. Die Rutschkupplungselemente 30 kommen beispielsweise in Verbindung mit den nachfolgend noch zu erläuternden Rädern 26 oder Zahnrädern 27, auf Achsen zum Einsatz, wobei als Achse einerseits die Gewindehülse 15 aber andererseits auch der Führungszylinder 37 einer Gewindeschraube 6 dienen kann.
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In den 15 und 16 ist/sind der/die sowohl bei den Gewindeschrauben 6, wie auch bei den Doppelschrauben 19, zwischen dem Schraubenkopf 20 und dem/den einseitig bzw. beidseitig drehfest am Schraubenkopf 20 erfindungsgemäß angeordnete/n Führungszylinder 37 dargestellt, dessen Außendurchmesser dem Außendurchmesser des Außengewinde 17 der Gewindehülse/n 15 entspricht, und als Zentrierstück für das/die dem Schraubenkopf 20 benachbarte/n Bauteil/e 1 dient, so dass der Führungszylinder 37 im jeweiligen Modell stets auch die Funktion einer Achse übernehmen kann.
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Selbstverständlich können die Rutschkupplungselemente 30 aber auch beispielsweise als Distanzscheiben zum Ausgleich unterschiedlicher Bauteilhöhen verwendet werden.
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Die 20 zeigen die erfindungsgemäßen Zahnräder 27.
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Dabei zeigt die 20.a die räumliche Darstellung eines erfindungsgemäßen Zahnrades 27 von vorne, mit Blick in die Ringnut 9, und die 20.b die Rückansicht des erfindungsgemäßen Zahnrades 27 mit Blick auf die am Positionierkreis 8 angeordneten Arretierungssenklöcher 11. In der 20.c ist der Schnitt durch das Zahnrad 27 gemäß 20.a bei A-A, dargestellt.
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Diese erfindungsgemäßen Zahnräder 27 sind dadurch gekennzeichnet, dass sie mittig eine Verbindungsbohrung 3 aufweisen, und auf einer der kreisförmigen Seitenflächen 4 des Zahnrades 27 der Positionierkreis 8 mit den Arretierungssenklöchern 11 und auf der gegenüberliegenden Seitenfläche 4 des Zahnrades 27 eine Ringnut 9 angeordnet ist, deren Mittenkreisdurchmesser dem Durchmesser des Positionierkreises 8 entspricht.
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Die erfindungsgemäßen Zahnräder 27 kommen auf Achsen zum Einsatz, wobei als Achse einerseits die Steckverbinder 21 mit ihren Steckerzylindern 23 oder die Gewindehülse 15 aber andererseits auch, wie bereits erläutert, der Führungszylinder 37 einer Gewindeschraube 6, wie auch der einer Doppelschrauben 19 dienen kann.
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Die erfindungsgemäßen Zahnräder 27 werden zur Herstellung von Modellen mit Übersetzungen oder für den Bau von Modellen mit Antrieben eingesetzt. In den 21 ist eine Führungsscheibe 28 dargestellt. Die 21.a zeigt die erfindungsgemäße Führungsscheibe 28 in einer räumlichen Darstellung. 21.b zeigt die zugehörige Draufsicht mit Blick auf die am Positionierkreis 8 angeordneten Arretierungssenklöcher 11. Die 21.d die zugehörige Rückansicht der erfindungsgemäßen Führungsscheibe 28 mit Blick in die Ringnut 9.
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In der 21.c ist der Schnitt durch die erfindungsgemäße Führungsscheibe 28 gemäß 21.b bei A-A, dargestellt.
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Auch die erfindungsgemäßen Führungsscheiben 28 sind wiederum dadurch gekennzeichnet, dass sie mittig eine Verbindungsbohrung 3 aufweisen. Auf einer der kreisringförmigen Seitenflächen 4 ist der Positionierkreis 8 mit den Arretierungssenklöchern 11 und auf der gegenüberliegenden kreisringförmigen Seitenfläche 4 ist eine Ringnut 9 angeordnet, deren Mittenkreisdurchmesser dem Durchmesser des Positionierkreises 8 entspricht.
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Die erfindungsgemäßen Führungsscheiben 28 kommen, z. B. auch als Riemenscheiben, Seilrollen oder Laufräder, auf Achsen zum Einsatz, wobei als Achsen einerseits die Steckverbinder 21 mit ihren Steckerzylindern 23 oder die Gewindehülsen 15 aber andererseits auch die Gewindeschrauben 6, wie auch die Doppelschrauben 19 dienen können, da bei diesen der erfindungsgemäß angeordnete Führungszylinder 37, dessen Außendurchmesser dem Außendurchmesser des Außengewinde 17 der Gewindehülse/n 15 entspricht, als Zentrierstück für die dem Schraubenkopf 20 benachbarte Baugruppe dient, so dass der Führungszylinder 37 im jeweiligen Modell stets auch die Funktion einer Achse übernehmen kann.
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Die erfindungsgemäße Führungsscheibe 28 kann z. B. als Seilrolle für einen Seilzug oder den Bau eines Flaschenzugs eingesetzt werden. Die Führungsnut 36 ist erfindungsgemäß so dimensioniert, dass deren Nutbreite die Bauteilbreite BB mit Bewegungsspiel aufnehmen kann, sodass diese Führungsscheibe 28 selbstverständlich auch als Rad mit Führungsnut 36, z. B. als Laufrad eines auf den Stirnseiten der Bauteile 1 – „wie auf Schienen” – geführten Fahrzeuges eingesetzt werden kann, oder auch, wie in 23 dargestellt, als Drehgestell dienen kann, um ein rundes Plattenelement 32 so zu lagern, dass eine definierte Führung während der Rotation des runden Plattenelementes 32 gewährleistet ist.
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Die 22 zeigen die erfindungsgemäßen Räder 26. Diese Räder 26 dienen der Herstellung von Modellen mit Fahrwerken, wie zum Beispiel Autos, Anhänger, Kran mit Fahrwerk, u. a. m..
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In der 22.a ist ein erfindungsgemäßes Rad 26 räumlich dargestellt. Die 22.b zeigt die zugehörige Vorderansicht mit Blick auf die am Positionierkreis 8 angeordneten Arretierungssenklöcher 11. Die 22.d die zugehörige Rückansicht des erfindungsgemäßen Rades 26 mit Blick in die Ringnut 9. In der 20c ist der Schnitt durch die erfindungsgemäße Rades 26 gemäß 22.b bei A-A, dargestellt.
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Auch diese erfindungsgemäßen Räder 26 sind wiederum dadurch gekennzeichnet, dass diese mittig eine Verbindungsbohrung 3 aufweisen, und auf einer der kreisförmigen Seitenflächen 4, des Positionierkreises 8 Arretierungssenklöcher 11 und auf der gegenüberliegenden Seitenfläche 4 eine Ringnut 9 angeordnet ist, deren Mittenkreisdurchmesser dem Durchmesser des Positionierkreises 8 entspricht.
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Die erfindungsgemäßen Räder 26 kommen auf Achsen zum Einsatz, wobei als solche Achse einerseits ein Steckverbinder 21, eine Gewindehülse 15, aber auch, wie bereits erläutert eine Gewindeschraube 6 oder auch eine Doppelschraube 19 dienen kann.
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Die 23 zeigen ein mittels des erfindungsgemäßen Spielzeugbausatzes aufgebautes Drehgestell.
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In der 23.a ist dieses Drehgestell im zusammengebauten Zustand räumlich dargestellt. Die 23.b zeigt das Drehgestell in einer räumlichen Explosivdarstellung.
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An den in der 23.a mit IA bezeichneten „Basisanschluss”-Winkelelementen 31 wird beispielsweise die „Basisbaugruppe” angeordnet. An den mit IB bezeichneten „Drehanschluss”-Winkelelementen IB wird eine, in einer Ebene gegenüber der „Basisbaugruppe” drehbare „Rotationsbaugruppe” angeordnet.
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Zwischen vier, mit Steckverbindern 21 an einem rechteckigen Plattenelement 32 angeordneten, Führungsscheiben 28 ist drehbar ein kreisförmiges Plattenelement 32 gelagert, an dem mittels Steckverbinder 21 zwei Winkelelemente 31 angeordnet sind, welche zur Stabilisierung, mittels zweier mit einer Doppelschraube 19 miteinander verbundenen Gewindehülsen 15, untereinander verbunden sind.
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Dieses in den 23.a und 23.b dargestellte Drehgestell ermöglicht beispielsweise den Aufbau einer Seilbahnstation, aber auch den Aufbau einer Drehleiter, eines Drehkranes u. a. m..
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Die 24 zeigen einen mittels des erfindungsgemäßen Spielzeugbausatzes aufgebauten lenkbaren Bagger.
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In der 24.a ist dieser lenkbare Bagger im zusammengebauten Zustand räumlich dargestellt.
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Die 24.b zeigt diesen lenkbaren Bagger in einer räumlichen Explosivdarstellung.
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Wie in der 24.a dargestellt, ist am lenkbaren Bagger ein die Standsicherheit gewährleistendes Gegengewicht V angeordnet. Die Baggerschaufel IV kann mittels des Betätigungshebels IIA separat geschwenkt werden.
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Da die Baggerschaufel IV an einem Ausleger VII gelenkig angeordnet ist, welcher selbst wiederum über einen Hauptarm VI gelenkig mit dem Fahrgestell VIII verbunden ist, können diese Baugruppen ebenfalls betätigt werden. So werden mittels des Betätigungshebels IIB der Ausleger VII und mittels des Betätigungshebels IIC der Hauptarm VI separat betätigt.
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Somit ermöglicht der Betätigungshebel IIC das Schwenken des Hauptarmes VI, mit dem am Hauptarm angeordneten Ausleger VII und der am Ausleger VII angeordneten Baggerschaufel IV, gegenüber dem Fahrgestell VIII.
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Mittels des Lenkrades IX können die Vorderräder des Baggers gelenkt werden. Der erfindungsgemäße Spielzeugbausatz ermöglicht einerseits bereits mit wenigen Bauteilen den Zusammenbau von spielfähigen, auch beweglichen Modellen, bietet aber auch die Möglichkeit zum Bau von großen statischen (z. B. Bauwerken, Häusern, Türmen, u. s. w.) wie auch dynamischen Modellen bei hoher Modellvielfalt, wobei mittels des erfindungsgemäßen Spielzeugbausatzes funktionsfähige Modelle (Fahrzeuge, Bagger, Drehleitern, u. s. w.) aufgebaut werden können, bei denen um stationäre Bauteile herum rotierende Funktionselemente drehen, und bei denen ein definiertes Zusammenwirken der einzelnen Elementtypen miteinander, bei hoher ingenieurtechnischer Kreativität, mit vielen, den jeweils erwünschten Anforderungen gerecht werdenden Freiheitsgraden, gewährleistet werden kann. Dabei ermöglicht der erfindungsgemäße Spielzeugbausatz eine einfache, zuverlässige, schnelle, sichere Montage der Modelle ohne jegliche zusätzliche Werkzeuge, mit einem an die jeweilige Altersgruppe optimal angepasstem Kraftaufwand, so dass die jeweils gewünschte Wirkverbindung, wie auch deren Demontage einfach, sicher, schnell und zuverlässig, d. h. optimal, auch mit sehr geringer Montage-/Demontagekraft bewirkt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bauteil
- 2
- Verbindungselement
- 3
- Verbindungsbohrung
- 4
- Seitenfläche
- 5
- Verbindungspunkt
- 6
- Gewindeschraube
- 7
- Gewindemutter
- 8
- Positionierkreis
- 9
- Ringnut
- 10
- Arretierungsdurchgangsloch
- 11
- Arretierungssenkloch
- 12
- Positionierzylinder
- 13
- Schraubgewinde
- 14
- Mutternkopf
- 15
- Gewindehülse
- 16
- Innengewinde
- 17
- Außengewinde
- 18
- Mutterngewinde
- 19
- Doppelschraube
- 20
- Schraubenkopf
- 21
- Steckverbinder
- 22
- Steckerkopf
- 23
- Steckerzylinder
- 24
- Steckerklemme
- 25
- Klemmfedernut
- 26
- Rad
- 27
- Zahnrad
- 28
- Führungsscheibe
- 29
- Kupplungselement
- 30
- Rutschkupplungselement
- 31
- Winkelelement
- 32
- Plattenelement
- 33
- Quaderelement
- 34
- Phase
- 35
- Griffmulde
- 36
- Führungsnut
- 37
- Führungszylinder
- AD
- Arretierungslochdurchmesser
- AT
- Arretierungssenklochtiefe
- BB
- Bauteilbreite
- BD
- Bohrungsdurchmesser
- PD
- Positionierkreisdurchmesser
- RB
- Ringnutbreite
- RM
- Rastermaß
- SD
- Stegdicke
- ZD
- Zylinderdurchmesser
- ZH
- Zylinderhöhe
- I
- Anschlusselement
- II
- Betätigungshebel
- III
- Schwenkhebel
- IA
- Basisanschluss
- IB
- Drehanschluss
- IIA
- Betätigungshebel/Schaufel
- IIB
- Betätigungshebel/Ausleger
- IIC
- Betätigungshebel/Hauptarm
- IV
- Baggerschaufel
- V
- Gegengewicht
- VI
- Hauptarm
- VII
- Ausleger
- VIII
- Fahrgestell
- IX
- Lenkrad
