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Die Erfindung betrifft ein Baukastensystem für Kinder, bei dem Steckbausteine zu einem Körper zusammenfügbar sind, indem Erhebungen eines Steckbausteins in Vertiefungen eines anderen Steckbausteins einsetzbar sind.
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Steckbausteine sind bekannt. Sie werden meist nur entlang einer Achse zusammengesteckt, fördern so nicht das räumliche Denken in kartesischen Koordinaten. So wird in der
DE 44 24 396 A1 ein Steckbaustein beschrieben, bei dem ein Würfel als Grundkörper zum Einsatz kommt, der über quadratische Erhebungen und quadratische Aufnahmen als Vertiefungen verfügt, die ineinandergefügt zum Verbinden von Bausteinen genutzt werden. Dies erfolgt unter Kraftschluss, wobei die Seiten nicht alle und nicht gleichwertig mit den Steckverbindungsmitteln ausgerüstet sind.
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Die Bildung von zwei- oder dreidimensionalen Objekten wird bei herkömmlichen Bausteinen i. R. durch ein Bausteinverbund realisiert, wozu längliche Bausteine mit nebeneinanderliegenden Erhebungen und/oder Vertiefungen eingesetzt werden.
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Eine Zwischenstellung nimmt der Steckbaustein nach
DE 75 05 705 U ein, bei dem mehrere Erhebungen und Nuten an allen sechs Seiten des Bausteins angeordnet sind. Damit wird zwar die Möglichkeit eröffnet, an allen sechs Flächen des Bausteins einen weiteren Baustein anzufügen, ohne jedoch zwangsweise den kartesischen Koordinaten zu folgen.
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Durch die Kombination mehrere Nuten-Erhebungen, sprich Stegen, auf jeder Seite werden Bausteine stufenförmig aneinandergefügt, es tritt ein Versatz der Bausteine auf. Desweiteren ist die Herstellung dieser Bausteine aufwendig.
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Aufgabe der Erfindung ist es, Steckbausteine vorzuschlagen, deren Verbindung ausschließlich in die Koordinatenrichtungen eines dreidimensionalen kartesischen Koordinatensystems möglich ist, um das Verständnis im Rahmen eines räumlichen Koordinatensystems zu vertiefen und zu trainieren.
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Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die erfindungsgemäßen Steckbausteine sehen einen Grundkörper vor, der senkrecht zu den Koordinatenrichtungen (x, y, z) eines dreidimensionalen kartesischen Koordinatensystems jeweils gegenüberliegend zwei ebene parallele Flächen aufweist, wobei von den gegenüberliegenden parallelen Flächen eine Fläche jeweils eine Erhebung und die andere Fläche jeweils eine Vertiefung aufweist, die Erhebungen und Vertiefungen der Steckbausteine so dimensioniert sind, dass eine Erhebung in eine beliebige Vertiefung eines anderen Steckbausteines einsteckbar ist und beim Einstecken einer Erhebung in eine Vertiefung in eine Koordinatenrichtung Formschluss in die beiden anderen Koordinatenrichtungen besteht.
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Im einfachsten Fall handelt es sich bei dem Grundkörper um einen Quader oder einen Würfel. Diese weisen sechs Flächen auf, wobei stets zwei Flächen eine senkrechte Position zur Koordinatenrichtung x, zur Koordinatenrichtung y und zur Koordinatenrichtung z einnehmen. Dabei nehmen die beiden senkrecht zur Koordinatenrichtung x stehen Flächen eine parallele Position zur von den Koordinaten y-z aufgespannten Ebene ein. Analoges gilt für die beiden anderen Flächenpaare.
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Das flächige oder räumliche Objekt beim Zusammenbau beruht bei dieser Art von Bausteinen somit nicht auf einem Verbundsystem, sondern auf einem Rasterkoordinatensystem.
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Dabei ist die Form der Grundkörper nicht nur auf Quader bzw. Würfel beschränkt, denn die oben geschilderten Bedingungen betreffend der sechs Flächen können z. B. auch andere Formen wie eine Fünfeckdoppelkuppel oder -rotunde erfüllen, nur dass hier noch weitere Flächen vorhanden sind, die jedoch für das Zusammenstecken nicht vorgesehen sind, da sonst ein Abweichen von der Aufgabe, den kartesischen Koordinatenrichtungen beim Zusammensetzen zu folgen, nicht entsprechen werden würde.
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Neben der Flächenanordnung der Grundkörper ist es weiter entscheidend, dass beim Einstecken einer Erhebung in eine Vertiefung in eine Koordinatenrichtung Formschluss in die beiden anderen Koordinatenrichtungen besteht. Eine stufenartige oder versetzte Anordnung, wie im Stand der Technik benannt, ist dadurch ausgeschlossen.
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Die Erhebungen und Vertiefungen der Steckbausteine weisen bevorzugt eine Halbkugel- oder eine Zylinder- oder eine prismatische Form auf.
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Während die Zylinder- und die prismatische Form durch einen Formschluss ohne Spiel, d. h. durch Reibschluss, bereits einen Zusammenhalt der zusammengesteckten Bausteine gewährleistet, bedarf die Halbkugelform einer weiteren Verschlusskraft z. B. durch Magnetkraft von in den Steckbausteinen angeordneten Magneten. Magnetkraft kann auch bei zylinder- und prismatischen Formen genutzt werden.
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Um zu gewährleisten, dass bei hergestellter Einsteckverbindung die Kantenlinien der einzelnen Steckbausteine fluchten bzw. bei unterschiedlicher Größe der Grundkörper parallel zueinander und parallel zur Koordinatenrichtung verlaufen, d. h. die Grundkörper sollen sich nicht zueinander verdrehen lassen, ist es von Vorteil bei den Halbkugel- und Zylinderformen, wenn diese eine ebene Abschnittsfläche aufweisen. Beim Zusammenstecken kommt so die Abschnittsfläche der Erhebung auf der Abschnittsfläche der Vertiefung zu liegen - ein Verdrehen ist ausgeschlossen.
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Prismatische Formen verfügen bereits über ebene Flächen. Ein exaktes Einstecken der Erhebung in die Vertiefung kann erreicht werden, in dem jeweils eine Fläche der prismatischen Form abweichend von den anderen Flächenausdehnungen ausgebildet sind. Diese Fläche können dann beim Zusammenstecken aufeinander zu liegen.
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Eine weitere Ausgestaltung der Steckbausteine sieht vor, dass der Formschluss zwischen den Steckbausteinen spielfrei ist, so dass eine Haftung der Erhebung in der Vertiefung durch Reibschluss besteht.
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Diese Art der Verbindung kann auch ergänzt werden durch einen Kraftschluss oder nur aus einem Kraftschluss zwischen der jeweiligen Erhebung und Vertiefung bestehen.
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Vorteilhaft realisierbar ist die kraftschlüssige Verbindung bei der Verwendung von Silikonkautschuk oder Silikonelastomeren für die Bausteine oder Abschnitte der Erhebungen und/oder Vertiefungen, da diese sich beim Einstecken etwas verformen.
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Die Verwendung von Silikon für die Bausteine hat weiter den Vorteil, dass das unbeabsichtigte Treten oder Sitzen auf den Bausteinen weniger schmerzhaft ist und die Verletzungsgefahr sinkt.
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Darüber hinaus sind Silikonbausteine nicht gesundheitsgefährdend, sie sind langlebig und bruchfest, 100 % recyclebar und spülmaschinenfest.
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Auch in der Produktion weisen Silikonbausteine Vorteile auf. Als Vollmaterial sind die Bausteine bei der Herstellung schrumpffrei und leicht. Sie lassen sich auch leicht den Herstellungsformen entnehmen.
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Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert werden.
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Es zeigen:
- 1 das Zusammenstecken der Bausteine und
- 2 ein Bauwerk.
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In der 1 sind Bausteine 1.1-1.7 mit einen würfelförmigen Grundkörper 2 dargestellt. Im mittigen Baustein 1.1 ist das dreidimensionale kartesische Koordinatensystem 5 mit den Koordinatenrichtungen x, y und z eingezeichnet. Die Bezugszeichen beim Baustein 1.4 gelten analog für die anderen Bausteine 1.
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Beim Zusammenstecken des mittigen Bausteines 1.1 mit den äußeren Bausteinen 1.2-1.7 wird stets diesen Koordinatenrichtungen x bzw. y bzw. z gefolgt.
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Ursachlich dafür ist, dass der Grundkörper 2 senkrecht zu den Koordinatenrichtungen x y z jeweils gegenüberliegend zwei ebene parallele Flächen aufweist, was zur Würfelform führt, und von den gegenüberliegenden Flächen eine Fläche eine Erhebung 3 und die andere eine Vertiefung 4 aufweist. Durch das Zusammenstecken von Erhebungen 3 und Vertiefungen 4 unterschiedlicher Bausteine 1 entsteht so ein linienförmiges, einer Koordinatenrichtung folgendes Objekt, ein flächiges, zwei Koordinatenrichtungen folgendes Objekt oder ein räumliches, drei Koordinatenrichtungen folgendes Bauwerk, wie es z. B. in 2 dargestellt ist.
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Die räumliche Ausbildung erfolgt, in dem die Bausteine eines flächigen Objektes in der z-x-Ebene mit Bausteinen in Koordinatenrichtung y zusammengesteckt werden, d. h. wenn z. B. auf den Baustein 1.2 oben, d. h. in y-Koordinatenrichtung ein weiterer Baustein 1 aufgesteckt wird.
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Die Erhebungen 3 und Vertiefungen 4 sind bei der Darstellung zylinderförmig, d. h. ein Außenzylinder wird in einen Innenzylinder gesteckt.
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Diese zusammengefügten Erhebungen 3 und Vertiefungen 4 der Zylinderform lassen noch ein Verdrehen um die Achse der Koordinatenrichtung x bzw. y bzw. z zu. Dem kann begegnet werden, in dem der Außenzylinder und der Innenzylinder jeweils einen ebenen Flächenabschnitt aufweisen, wobei die Flächenabschnitte beim Zusammenstecken aufeinander zu liegen kommen.
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Die dargestellten Bausteine 1.1-1.7 sind aus Silikon mit den bereits vorab genannten Vorteilen.
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Mit den vorgeschlagenen Steckbausteinen ist der Zusammenbau von fast allen dreidimensionalen Objekten - stets den Koordinaten x, y, z folgend - möglich.
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Durch die nicht versetzte Anordnung der Bausteine wird das Verständnis von dreidimensionalen Koordinaten bei den Kindern geschult und die räumliche Vorstellung wird trainiert. Es sind spontane Veränderungen ohne gänzlichen Neubau möglich. Zum Bauen wird nur eine einheitliche Bausteinform benötigt, wobei sich die Grundkörper in ihrer Größe auch unterscheiden können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bausteine
- 1.1
- Baustein
- 1.2
- Baustein
- 1.3
- Baustein
- 1.4
- Baustein
- 1.5
- Baustein
- 1.6
- Baustein
- 1.7
- Baustein
- 2
- Grundkörper
- 3
- Erhebung
- 4
- Vertiefung
- 5
- dreidimensionale kartesisches Koordinatensystem mit den Koordinatenrichtungen x y z
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4424396 A1 [0002]
- DE 7505705 U [0004]
