DE102018121516A1

DE102018121516A1 - Magnetic model building block and magnetic model building block system

Info

Publication number: DE102018121516A1
Application number: DE102018121516.9A
Authority: DE
Inventors: Peter Kroll; Lukas Hudec
Original assignee: Sonnytoys Ug Haftungsbeschraenkt
Current assignee: Sonnytoys Ug Haftungsbeschraenkt
Priority date: 2018-09-04
Filing date: 2018-09-04
Publication date: 2020-03-05

Abstract

Ein Modellbaustein 10, der für eine Kopplung mit einem magnetischen oder magnetisierbaren Gegenstand 10A, 10B, 10C unter der Wirkung magnetischer Kraft eingerichtet ist, umfasst einen Grundkörper 20 aus einem nicht magnetisierbaren Material, der mindestens eine Kontaktfläche 21 aufweist, an der mindestens zwei Magnetaufnahmen 22 vorgesehen sind, und mindestens zwei Haltemagneten 31, die jeweils in einer der Magnetaufnahmen 22 drehbar angeordnet sind, wobei die Haltemagneten 31 in benachbarten Magnetaufnahmen 22 einen gegenseitigen Magnetabstand aufweisen und die Magnetaufnahmen 22 so geformt sind, dass der Magnetabstand zwischen Haltemagneten 31 in benachbarten Magnetaufnahmen 22 unveränderlich ist. Es wird auch ein Modellbaustein-System beschrieben, das mindestens zwei derartige Modellbausteine umfasst.

A model module 10, which is set up for coupling to a magnetic or magnetizable object 10A, 10B, 10C under the action of magnetic force, comprises a base body 20 made of a non-magnetizable material, which has at least one contact surface 21, on which at least two magnetic receptacles 22 are provided, and at least two holding magnets 31, which are each rotatably arranged in one of the magnetic receptacles 22, the holding magnets 31 in adjacent magnetic receptacles 22 being at a mutual magnet spacing and the magnet receptacles 22 being shaped such that the magnet spacing between holding magnets 31 in adjacent magnet receptacles 22 is unchangeable. A model building block system is also described which comprises at least two such building blocks.

Description

Die Erfindung betrifft einen magnetischen Modellbaustein (insbesondere Spielzeugbaustein) und ein magnetisches Modellbaustein-System mit einer Vielzahl von magnetischen Modellbausteinen. Es werden auch Verfahren zur Herstellung von magnetischen Modellbausteinen beschrieben. Anwendungen der Erfindung sind zum Beispiel bei der Herstellung von Spielzeug und/oder Modellbauten gegeben.The invention relates to a magnetic model block (in particular a toy block) and a magnetic model block system with a large number of magnetic model blocks. Methods for manufacturing magnetic model blocks are also described. Applications of the invention are for example in the manufacture of toys and / or model buildings.

Spielzeug mit eingebetteten Magneten ist allgemein bekannt. Neben magnetischen Spielfiguren sind insbesondere magnetische Modellbaustein-Systeme mit einer Vielzahl von Modellbausteinen bekannt. Mit diesen lassen sich größere Konstruktionen bauen, in denen die Modellbausteine unter der Wirkung magnetischer Kraft zusammengehalten werden. Die Modellbausteine bestehen typischerweise aus einem Grundkörper mit mehreren eingebetteten Magneten zur Erzeugung der magnetischen Kraft. Es sind verschiedene Varianten von Modellbausteinen bekannt, die sich durch die Zahl und Anordnung der Magneten im Grundkörper unterscheiden.Toys with embedded magnets are well known. In addition to magnetic game figures, magnetic model building block systems with a large number of model building blocks are known in particular. With these, larger constructions can be built in which the model blocks are held together under the effect of magnetic force. The model blocks typically consist of a base body with several embedded magnets to generate the magnetic force. Various variants of model blocks are known, which differ in the number and arrangement of the magnets in the base body.

Gemäß einer ersten Variante sind die Magneten im Grundkörper fixiert eingebettet. Beispielsweise werden in DE 43 17 829 C1 Bausteine beschrieben, deren Grundkörper aus Kunststoff bestehen, in den magnetisierbarer Thermoplast eingebettet ist. Weitere Modellbausteine mit fixierten Magneten sind z. B. aus WO 2008/127980 A1 und WO 2012/164544 A1 bekannt. Die Fixierung der Magneten am Grundkörper hat jedoch den Nachteil, dass die Modellbausteine nur mit bestimmten gegenseitigen Orientierungen zusammengesetzt werden können, bei denen sich Magneten in benachbarten Modellbausteinen anziehen. Damit werden die Flexibilität und Gestaltungsfreiheit beim Gebrauch der Modellbausteine beschränkt.According to a first variant, the magnets are fixedly embedded in the base body. For example, in DE 43 17 829 C1 Described building blocks, the base body made of plastic, in which magnetizable thermoplastic is embedded. Other model blocks with fixed magnets are e.g. B. from WO 2008/127980 A1 and WO 2012/164544 A1 known. The fixation of the magnets to the base body has the disadvantage, however, that the model blocks can only be assembled with certain mutual orientations, in which magnets attract each other in neighboring model blocks. This limits the flexibility and freedom of design when using the model building blocks.

Bei einer zweiten Variante sind die Magneten drehbar im Grundkörper angeordnet. Magneten in benachbarten Bausteinen können sich zueinander passend ausrichten, so dass die Beschränkung der ersten Variante auf bestimmte Orientierungen überwunden wird. Aus AT 515333 A1 sind beispielsweise würfelförmige Bausteine bekannt, die jeweils einen drehbaren Magnet pro Seitenfläche aufweisen. Mit diesen Bausteinen wird zwar eine erhöhte Gestaltungsfreiheit erzielt. Von Nachteil ist jedoch die Bereitstellung von nur einem Magnet pro Seitenfläche, da die magnetische Kraft beschränkt ist und benachbarte Bausteine sich relativ zueinander drehen können. Konstruktionen aus einer Vielzahl von Modellbausteinen können daher eine beschränkte Stabilität aufweisen.In a second variant, the magnets are rotatably arranged in the base body. Magnets in neighboring building blocks can align to match each other, so that the limitation of the first variant to certain orientations is overcome. Out AT 515333 A1 cube-shaped building blocks are known, for example, each having a rotatable magnet per side surface. With these modules, increased design freedom is achieved. However, the provision of only one magnet per side surface is disadvantageous, since the magnetic force is limited and adjacent components can rotate relative to one another. Constructions made from a large number of model blocks can therefore have limited stability.

Ein weiteres Magnetspielzeug mit beweglichen Magneten ist in DE 10 2005 058 992 A1 beschrieben. An jeder Seitenfläche ist mindestens ein Kanal mit zwei getrennten Kanalabschnitten vorgesehen, in denen jeweils ein Kugelmagnet drehbar angeordnet ist. Entlang der Kanalabschnitte können die Kugelmagneten abrollen, so dass sie in Abhängigkeit von der gegenseitigen Orientierung benachbarter Modellbausteine in den Kanalabschnitten eines Kanals und zwischen den benachbarten Modellbausteinen verschiedene gegenseitige Abstände aufweisen können. Mit dieser Anordnung sind die Bausteine zwar gegen Verdrehung gesichert. Dennoch kann sich für Konstruktionen aus einer Vielzahl von Modellbausteinen durch eine gegenseitige Verschiebbarkeit der Bausteine eine beschränkte Stabilität ergeben. Ein weiterer Nachteil der in DE 10 2005 058 992 A1 beschriebenen Technik besteht im komplexen Aufbau des Grundkörpers mit den Kanälen, so dass die Herstellung der Bausteine mit relativ hohen Kosten verbunden ist.Another magnetic toy with movable magnets is in DE 10 2005 058 992 A1 described. At least one channel with two separate channel sections is provided on each side surface, in each of which a spherical magnet is rotatably arranged. The ball magnets can roll along the channel sections, so that they can have different mutual distances depending on the mutual orientation of adjacent model blocks in the channel sections of a channel and between the adjacent model blocks. With this arrangement, the building blocks are secured against rotation. Nevertheless, a limited stability can result for constructions from a large number of model blocks due to the mutual displacement of the blocks. Another disadvantage of in DE 10 2005 058 992 A1 The technology described consists in the complex structure of the base body with the channels, so that the production of the modules is associated with relatively high costs.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten Modellbaustein bereitzustellen, der für eine Kopplung mit mindestens einem magnetisierten oder magnetisierbaren Gegenstand, insbesondere mindestens einem weiteren Modellbaustein, unter der Wirkung magnetischer Kraft eingerichtet ist und mit dem Nachteile herkömmlicher Techniken vermieden werden können. Der Modellbaustein soll insbesondere eine hohe Gestaltungsfreiheit beim Zusammenfügen mit dem mindestens einen magnetisierten oder magnetisierbaren Gegenstand, insbesondere in einer Konstruktion aus einer Vielzahl von Modellbausteinen, bieten, eine hohe Stabilität der magnetischen Kopplung ermöglichen, reproduzierbare Haltekräfte erzeugen und/oder mit vermindertem Aufwand herstellbar sein. Die Aufgabe der Erfindung ist es auch, ein verbessertes Modellbaustein-System mit einer Vielzahl von Modellbausteinen bereitzustellen, mit dem Nachteile herkömmlicher Techniken vermieden werden können.The object of the invention is to provide an improved model block which is set up for coupling to at least one magnetized or magnetizable object, in particular at least one further model block, under the action of magnetic force and with which disadvantages of conventional techniques can be avoided. The model block should in particular offer a high degree of design freedom when being joined together with the at least one magnetized or magnetizable object, in particular in a construction made up of a large number of model blocks, enable high stability of the magnetic coupling, generate reproducible holding forces and / or be able to be produced with reduced effort. The object of the invention is also to provide an improved model building block system with a multiplicity of model building blocks, with which disadvantages of conventional techniques can be avoided.

Diese Aufgaben werden durch einen Modellbaustein und ein Modellbaustein-System mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.These tasks are solved by a model building block and a model building block system with the features of the independent claims. Advantageous embodiments and applications of the invention result from the dependent claims.

Gemäß einem ersten allgemeinen Gesichtspunkt der Erfindung wird die o. g. Aufgabe durch einen Modellbaustein zur Kopplung mit einem magnetisierten oder magnetisierbaren Gegenstand unter der Wirkung magnetischer Kraft gelöst, der einen Grundkörper und mindestens zwei Haltemagneten aufweist. Der Grundkörper ist aus einem nicht magnetisierbaren Material, wie z. B. mindestens einem Kunststoff, einem nicht-magnetischem Metall, wie z. B. Aluminium, einer Keramik und/oder Holz, hergestellt. Es ist mindestens eine Kontaktfläche des Grundkörpers vorgesehen, die bei der gegenseitigen Kopplung mit dem magnetisierten oder magnetisierbaren Gegenstand unter der Wirkung der magnetischen Kraft zur Berührung des magnetisierten oder magnetisierbaren Gegenstandes konfiguriert ist. Hierzu enthält die Kontaktfläche mindestens zwei Magnetaufnahmen, die im Material des Grundkörpers mit einem gegenseitigen Abstand angeordnet sind. Jeweils einer der Haltemagneten ist in einer der Magnetaufnahmen drehbar angeordnet. Die Haltemagneten in benachbarten Magnetaufnahmen einer Kontaktfläche weisen einen gegenseitigen Magnetabstand auf (Abstand der Mitten der Haltemagnete).According to a first general aspect of the invention, the above object is achieved by a model module for coupling to a magnetized or magnetizable object under the action of magnetic force, which has a base body and at least two holding magnets. The base body is made of a non-magnetizable material, such as. B. at least one plastic, a non-magnetic metal, such as. B. aluminum, a ceramic and / or wood. At least one contact surface of the base body is provided, which at mutual coupling with the magnetized or magnetizable object under the action of the magnetic force is configured to touch the magnetized or magnetizable object. For this purpose, the contact surface contains at least two magnetic receptacles, which are arranged at a mutual distance in the material of the base body. One of the holding magnets is rotatably arranged in one of the magnet receptacles. The holding magnets in adjacent magnetic receptacles of a contact surface have a mutual magnet spacing (distance between the centers of the holding magnets).

Gemäß der Erfindung sind die Magnetaufnahmen so geformt, dass der Magnetabstand zwischen Haltemagneten in benachbarten Magnetaufnahmen unveränderlich ist. Der Haltemagnet in jeder Magnetaufnahme ist drehbar, kann jedoch keine translatorische Bewegung ausführen. Mit anderen Worten, der Haltemagnet kann sich in der Magnetaufnahme ausschließlich um seinen Mittelpunkt drehen. Translatorische Bewegungen, insbesondere abrollende Bewegungen des Haltemagneten in der Magnetaufnahme sind durch die Form und Größe der Magnetaufnahme blockiert oder vernachlässigbar gering. Hierbei werden insbesondere minimale translatorische Bewegungen als vernachlässigbar gering angesehen, die dadurch gegeben sind, dass der Haltemagnet in der Magnetaufnahme zur Gewährleistung der freien Drehbarkeit mit einem Spielraum angeordnet ist.According to the invention, the magnet receptacles are shaped such that the magnet spacing between holding magnets in adjacent magnet receptacles is invariable. The holding magnet in each magnet receptacle can be rotated, but cannot perform a translatory movement. In other words, the holding magnet can only rotate about its center in the magnet holder. Translational movements, in particular rolling movements of the holding magnet in the magnet holder are blocked or negligibly small due to the shape and size of the magnet holder. In particular, minimal translatory movements are considered negligible, which are given by the fact that the holding magnet is arranged in the magnet receptacle to ensure free rotation with a margin.

Durch die Verwendung von frei drehbaren Haltemagneten, z. B. in den Ecken und ggf. entlang der Kanten eines würfelförmigen Grundkörpers, wird unter praktisch allen geometrisch möglichen Anordnungen vorteilhafterweise immer ein magnetischer Kraftschluss erreicht. Eine Abstoßung von Haltemagneten infolge gleicher Polarität ist ausgeschlossen.By using freely rotatable holding magnets, e.g. B. in the corners and possibly along the edges of a cube-shaped base body, a magnetic frictional connection is advantageously always achieved under practically all geometrically possible arrangements. Rejection of holding magnets due to the same polarity is excluded.

Vorteilhafterweise wird erfindungsgemäß ein Modellbaustein geschaffen, in dem die Haltemagneten zwar drehbar, aber mit einem festen Abstand angeordnet sind. Wenn mehr als zwei Haltemagneten an einer Kontaktfläche vorgesehen sind, sind die Magnetabständen zwischen Haltemagneten in benachbarten Magnetaufnahmen (entlang einer geraden Bezugslinie) vorzugsweise gleich einem vorbestimmten Basisabstand oder gleich einem ganzzahligen Vielfachen des Basisabstands. Vorteilhafterweise wird ein vorbestimmtes Raster, insbesondere eine regelmäßige Rasteranordnung von Haltemagneten geschaffen, die einerseits eine Verdrehsicherheit benachbarter Bausteine gewährleisten und andererseits die Kopplung zwischen benachbarten Bausteinen verbessern. Die Stabilität einer Zusammensetzung aus mehreren Modellbausteinen wird erhöht, da die gekoppelten Modellbausteine relativ zueinander keine translatorische Bewegung ausführen können. Gekoppelte Modellbausteine ziehen sich automatisch in die optimale Position entsprechend dem Rastermaß (Magnetabstände zwischen Haltemagneten) der Magnetaufnahmen. Vorteilhafterweise wird damit ein zuverlässiges Zusammensetzen von Bausteinen, insbesondere in mehreren Raumrichtungen, ermöglicht, wie dies z. B. bei Spielzeug-Bausteinen der Fall ist, welche mechanisch über Noppen-Loch-Kombinationen gekoppelt sind.According to the invention, a model module is advantageously created in which the holding magnets are rotatable, but are arranged at a fixed distance. If more than two holding magnets are provided on a contact surface, the magnetic distances between holding magnets in adjacent magnetic receptacles (along a straight reference line) are preferably equal to a predetermined base distance or equal to an integral multiple of the base distance. Advantageously, a predetermined grid, in particular a regular grid arrangement of holding magnets is created which, on the one hand, ensures that adjacent building blocks are prevented from rotating and, on the other hand, improves the coupling between neighboring building blocks. The stability of a composition of several model building blocks is increased since the coupled model building blocks cannot execute any translatory movement relative to one another. Coupled model blocks automatically pull themselves into the optimal position according to the grid dimension (magnet spacing between holding magnets) of the magnet receptacles. Advantageously, a reliable assembly of building blocks, in particular in several spatial directions, is made possible. B. is the case with toy blocks, which are mechanically coupled via nub-hole combinations.

Allgemein ist der erfindungsgemäße Modellbaustein zur Kopplung mit mindestens einem jeglichen magnetisierten oder magnetisierbaren Gegenstand (im Folgenden auch kurz als weiterer Gegenstand oder weiterer Baustein bezeichnet) geeignet. Beispielsweise kann der weitere Gegenstand ein Bauteil mit fest eingebetteten Magneten mit Abständen gleich dem Magnetabstand (oder dessen ganzzahligen Vielfachen) am Modellbaustein oder ein Gegenstand aus einem ferromagnetischen Material sein. Für die Hauptanwendung der Erfindung handelt es sich bei dem weiteren Gegenstand jedoch selbst um einen erfindungsgemäßen Modellbaustein. Vorzugsweise ist der Modellbaustein somit für die Kopplung mit dem weiteren Gegenstand in Gestalt eines erfindungsgemäßen Modellbausteins konfiguriert. Entsprechend wird gemäß einem zweiten allgemeinen Gesichtspunkt der Erfindung die o. g. Aufgabe durch ein Modellbaustein-System gelöst, das mindestens zwei Modellbausteine gemäß dem ersten allgemeinen Gesichtspunkt der Erfindung umfasst. Die Modellbausteine sind zur gegenseitigen magnetischen Kopplung und zum Zusammenbau einer größeren, zusammenhängenden Konstruktion konfiguriert. Das Modellbaustein-System kann eine Vielzahl von Modellbausteinen gleicher Form und Größe und/oder Modellbausteine mit verschiedenen Formen und/oder Größen umfassen. Des Weiteren können die Modellbausteine einfarbig oder mehrfarbig sein, z. B. um im Verbund bestimmte Muster oder andere Gestaltungen zu bilden.In general, the model module according to the invention is suitable for coupling to at least any magnetized or magnetizable object (hereinafter also referred to briefly as another object or module). For example, the further object can be a component with permanently embedded magnets with distances equal to the magnetic distance (or its integral multiples) on the model component or an object made of a ferromagnetic material. For the main application of the invention, however, the further object itself is a model module according to the invention. The model module is thus preferably configured for coupling to the further object in the form of a model module according to the invention. Accordingly, according to a second general aspect of the invention, the above. Object achieved by a model building block system which comprises at least two model building blocks according to the first general aspect of the invention. The model blocks are configured for mutual magnetic coupling and for assembling a larger, coherent construction. The model building block system can comprise a multiplicity of model building blocks of the same shape and size and / or model building blocks with different shapes and / or sizes. Furthermore, the model building blocks can be single-colored or multi-colored, e.g. B. to form certain patterns or other designs in the network.

Zur Einstellung des Magnetabstandes weisen die mindestens zwei Magnetaufnahmen unter der mindestens einen Kontaktfläche einen gegenseitigen Magnetaufnahmen-Abstand (D) auf. Die Summe aus dem Magnetaufnahmen-Abstand und einer Durchmesserdimension (2R) des Haltemagneten bildet den Magnetabstand bzw. das Rastermaß des Modellbausteins. Die hohlen Magnetaufnahmen der Haltemagneten sind im Grundkörper mit einem Tiefenabstand (d) von der Kontaktfläche (senkrechter Abstand der Magnetaufnahmen von der Kontaktfläche) eingebettet. To set the magnet spacing, the at least two magnet receptacles have a mutual magnet receptacle distance (D) below the at least one contact surface. The sum of the magnetic recording distance and a diameter dimension ( 2R ) of the holding magnet forms the magnet distance or the grid dimension of the model block. The hollow magnetic receptacles of the holding magnets are embedded in the base body with a depth distance (d) from the contact surface (vertical distance of the magnet receptacles from the contact surface).

Der Tiefenabstand ist so gewählt, dass bei Berührung des weiteren Gegenstands mit der mindestens einen Kontaktfläche des Modellbausteins ein magnetischer Kraftschluss gebildet wird.The depth distance is selected such that a magnetic force connection is formed when the further object touches the at least one contact surface of the model block.

Der Magnetaufnahmen-Abstand der Magnetaufnahmen ist so gewählt, dass bei der Berührung des weiteren Gegenstands mit der mindestens einen Kontaktfläche eine magnetische Haltekraft zwischen dem weiteren Gegenstand und den Haltemagneten größer ist als eine magnetische Kraft zwischen den mindestens zwei benachbarten Haltemagneten. Vorteilhafterweise wird dadurch eine Ausrichtung der Haltemagneten zwischen gekoppelten Modellbausteinen nicht durch die magnetische Kopplung zwischen Haltemagneten innerhalb eines Modellbausteins behindert. Vorzugsweise ist der Magnetaufnahmen-Abstand der Magnetaufnahmen größer als der Tiefenabstand der Magnetaufnahmen, besonders bevorzugt größer als der doppelte Tiefenabstand der Magnetaufnahmen. Des Weiteren ist der Magnetabstand der Haltemagneten in benachbarten Magnetaufnahmen vorzugsweise größer ist als der Tiefenabstand der Magnetaufnahmen von der Kontaktfläche. The distance between the magnetic receptacles of the magnetic receptacles is selected such that when the further object comes into contact with the at least one contact surface, a magnetic holding force between the further object and the holding magnets is greater than a magnetic force between the at least two adjacent holding magnets. Advantageously, alignment of the holding magnets between coupled model building blocks is not impeded by the magnetic coupling between holding magnets within a model building block. The distance between the magnetic receptacles of the magnetic receptacles is preferably greater than the depth spacing of the magnetic receptacles, particularly preferably greater than twice the depth spacing of the magnetic receptacles. Furthermore, the magnetic distance of the holding magnets in adjacent magnetic receptacles is preferably greater than the depth distance of the magnetic receptacles from the contact surface.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind mindestens drei Magnetaufnahmen an mindestens einer Kontaktfläche so angeordnet, dass alle Magnetabstände der Haltemagneten in benachbarten Magnetaufnahmen gleich sind. Es wird eine ein- oder zweidimensionale periodische Anordnung der Magnetaufnahmen mit den in diesen vorgesehenen Haltemagneten (gleichmäßige Rasteranordnung der Magnetaufnahmen) gebildet. Die Magnetaufnahmen können z. B. eine gerade Reihe oder ein Gitter mit einer quadratischen, rechteckigen oder hexagonalen Einheitszelle bilden. Mit der Zahl der Haltemagneten pro Kontaktfläche steigt vorteilhafterweise die Haltekraft bei der Kopplung von Modellbausteinen.According to a preferred embodiment of the invention, at least three magnet receptacles are arranged on at least one contact surface in such a way that all the magnet spacings of the holding magnets in adjacent magnet receptacles are the same. A one-dimensional or two-dimensional periodic arrangement of the magnetic receptacles with the holding magnets provided in them (uniform grid arrangement of the magnetic receptacles) is formed. The magnetic recordings can e.g. B. form a straight row or a grid with a square, rectangular or hexagonal unit cell. With the number of holding magnets per contact area, the holding force advantageously increases when coupling model blocks.

Vorteilhafterweise kann die Form der Haltemagneten frei so gewählt werden, dass die Drehbarkeit in den Magnetaufnahmen erhalten bleibt. Besonders bevorzugt umfassen die Haltemagneten Kugelmagneten. Diese sind vorteilhafterweise besonders leicht drehbar. Alternativ sind andere Formen, wie z. B. auch Würfelmagneten oder Magneten mit komplexeren Formen verwendbar. Des Weiteren kann die Innenform der Magnetaufnahmen frei so gewählt werden, dass die Drehbarkeit der Haltemagneten in den Magnetaufnahmen erhalten bleibt. Die Magnetaufnahmen bilden allgemein Hohlräume im Grundkörper, die vorzugsweise mindestens eine konkav gekrümmte Wand aufweisen. Besonders bevorzugt umfassen die Magnetaufnahmen quaderförmige Hohlräume, z. B. Hohlwürfel. Alternativ sind andere Formen, wie z. B. Hohlkugeln oder Hohlräume mit einer zusammengesetzten Form aus Halbkugel und Zylinder, verwendbar.Advantageously, the shape of the holding magnets can be chosen freely so that the rotatability in the magnet receptacles is retained. The holding magnets particularly preferably comprise ball magnets. These are advantageously particularly easy to rotate. Alternatively, other shapes, such as. B. also cube magnets or magnets with more complex shapes can be used. Furthermore, the inner shape of the magnet receptacles can be freely selected so that the rotatability of the holding magnets in the magnet receptacles is retained. The magnetic receptacles generally form cavities in the base body, which preferably have at least one concavely curved wall. The magnetic receptacles particularly preferably comprise cuboid cavities, e.g. B. hollow cubes. Alternatively, other shapes, such as. B. hollow spheres or cavities with a composite shape of hemisphere and cylinder can be used.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die mindestens eine Kontaktfläche des Grundkörpers mindestens eine Kante mit einer Kantenlänge auf, die größer als ein ganzzahliges Vielfaches des Magnetabstands der Haltemagneten in benachbarten Magnetaufnahmen ist. Vorteilhafterweise wird dadurch die Bereitstellung mindestens eines Linienrasters von Haltemagneten an der Kontaktfläche, insbesondere entlang von deren mindestens einen Kante ermöglicht.According to a further preferred embodiment of the invention, the at least one contact surface of the base body has at least one edge with an edge length that is greater than an integer multiple of the magnet spacing of the holding magnets in adjacent magnet receptacles. This advantageously makes it possible to provide at least one line grid of holding magnets on the contact surface, in particular along at least one edge thereof.

Besonders bevorzugt sind die Magnetaufnahmen an der mindestens einen Kontaktfläche als gerade Reihe oder als Matrix mit geraden Reihen und Spalten angeordnet. Damit ergeben sich Vorteile für das Zusammensetzen einer Konstruktion aus einer Vielzahl von Modellbausteinen.The magnetic receptacles are particularly preferably arranged on the at least one contact surface as a straight row or as a matrix with straight rows and columns. This results in advantages for assembling a construction from a large number of model blocks.

Wenn gemäß einer weiteren vorteilhaften Variante die mindestens eine Kontaktfläche des Grundkörpers rechteckig ist und die Magnetaufnahmen an Ecken und/oder Kanten der mindestens einen Kontaktfläche angeordnet sind, wird das Zusammensetzen einer Konstruktion aus einer Vielzahl von Modellbausteinen erleichtert und die Stabilität der Konstruktion erhöht. Alternativ oder zusätzlich können Magnetaufnahmen mit Abstand von den Ecken und/oder den Kanten der mindestens einen Kontaktfläche angeordnet sein.If, according to a further advantageous variant, the at least one contact surface of the base body is rectangular and the magnetic receptacles are arranged at corners and / or edges of the at least one contact surface, the assembly of a construction from a large number of model components is facilitated and the stability of the construction is increased. Alternatively or additionally, magnetic receptacles can be arranged at a distance from the corners and / or the edges of the at least one contact area.

Der Grundkörper des erfindungsgemäßen Modellbausteins weist mindestens eine Kontaktfläche mit Haltemagneten auf. Für die freie Kombinierbarkeit von Modellbausteinen und ein Zusammensetzen in mehreren Raumrichtungen ist es von Vorteil, wenn der Grundkörper mehrere Kontaktflächen mit Haltemagneten aufweist, die in verschiedene Raumrichtungen, vorzugsweise in alle Raumrichtungen, weisen. Vorzugsweise hat der Grundkörper die Gestalt eines Quaders, insbesondere eines Würfels. In diesem Fall weisen besonders bevorzugt alle Oberflächen des Quaders (oder des Würfels) Kontaktflächen mit Haltemagneten auf. Alternativ sind komplexere kubische Elemente als Grundkörper verwendbar, welche die Haltemagneten in einer Rasteranordnung drehbar halten. Durch die Positionierung von Haltemagneten an Ecken des Grundkörpers können die Haltemagneten für mehrere Seitenflächen des Grundkörpers gleichzeitig wirksam sein.The base body of the model block according to the invention has at least one contact surface with holding magnets. For the free combinability of model modules and assembly in several spatial directions, it is advantageous if the base body has a plurality of contact surfaces with holding magnets which point in different spatial directions, preferably in all spatial directions. The base body preferably has the shape of a cuboid, in particular a cube. In this case, all surfaces of the cuboid (or the cube) particularly preferably have contact surfaces with holding magnets. Alternatively, more complex cubic elements can be used as the base body, which rotatably hold the holding magnets in a grid arrangement. By positioning holding magnets at corners of the base body, the holding magnets can be effective for several side surfaces of the base body at the same time.

Alternativ kann der Grundköper eines Modellbausteins eine andere Form aufweisen, wie z. B. die Form eines Prismas, einer Pyramide, eines Zylinders, eines Kugelsegments oder einer anderen, davon abgeleiteten geometrischen Raumform oder von Teilformen und/oder einer Zusammensetzung aus diesen. Vorteilhafterweise besteht damit eine erhöhte Gestaltungsfreiheit bei der Schaffung von Konstruktionen mit geneigten oder gekrümmten Oberflächenabschnitten. Das Modellbaustein-System umfasst vorzugsweise Grundkörper verschiedener Formen, insbesondere Grundkörper in Form eines Quaders, insbesondere eines Würfels, als Basiselement und Grundkörper in den anderen geometrischen Formen.Alternatively, the basic body of a model block can have a different shape, such as. B. the shape of a prism, a pyramid, a cylinder, a spherical segment or another, derived therefrom geometric spatial shape or of partial shapes and / or a composition of these. Advantageously, there is thus increased freedom of design when creating structures with inclined or curved surface sections. The model building block system preferably comprises base bodies of different shapes, in particular base bodies in the form of a cuboid, in particular a cube, as the base element and basic body in the other geometric shapes.

Die mindestens eine Kontaktfläche des Grundkörpers kann in Abhängigkeit von der Anwendung der Erfindung gekrümmt sein, wobei in diesem Fall der Magnetabstand die Strecke entlang der gekrümmten Kontaktfläche bezeichnet. Vorzugsweise erstreckt sich die mindestens eine Kontaktfläche des Grundkörpers jedoch entlang einer ebenen Referenzfläche. Vorteilhafterweise wird damit die Kombinierbarkeit verschiedener Modellbausteine vereinfacht.The at least one contact surface of the base body can be curved depending on the application of the invention, in which case the magnet spacing denotes the distance along the curved contact surface. However, the at least one contact surface of the base body preferably extends along a flat reference surface. This advantageously simplifies the combinability of different model modules.

Wenn sich die Kontaktfläche des Grundkörpers entlang der ebenen Referenzfläche ausdehnt, kann auf der Kontaktfläche eine strukturierte, nicht-ebene Oberflächenform vorgesehen sein (strukturierte Kontaktfläche). Diese Ausführungsform der Erfindung kann vorteilhafterweise zur Bildung eines Formschluss mit dem gekoppelten weiteren Gegenstand, insbesondere mit dem weiteren Modellbaustein, verwendet werden. Hierzu haben strukturierte Kontaktflächen an verschiedenen Modellbausteinen vorzugsweise zueinander komplementäre, z. B gewellte Strukturen, die im gekoppelten Zustand formschlüssig ineinander greifen. Vorteilhafterweise wird durch den Formschluss die Stabilität zusammengesetzter Modellbausteine erhöht, oder zur Erzielung einer gewünschten Stabilität können schwächere Haltemagneten verwendet werden.If the contact surface of the base body extends along the flat reference surface, a structured, non-flat surface shape can be provided on the contact surface (structured contact surface). This embodiment of the invention can advantageously be used to form a positive connection with the coupled further object, in particular with the further model module. For this purpose, structured contact surfaces on different model building blocks preferably complementary to one another, e.g. B corrugated structures that interlock in a coupled state. Advantageously, the stability of the assembled model blocks is increased by the positive locking, or weaker holding magnets can be used to achieve a desired stability.

Gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Grundkörper eine allseits geschlossene Oberfläche auf. Die Haltemagneten in den Magnethalterungen sind durch das Material des Grundkörpers in allen Raumrichtungen von der Umgebung getrennt. Vorteilhafterweise wird damit ein unbeabsichtigtes Ablösen einzelner Haltemagneten aus dem Grundkörper ausgeschlossen, so dass die Sicherheit bei der Nutzung der Modellbausteine, insbesondere als Spielzeug, erhöht wird.According to a further, particularly preferred embodiment of the invention, the base body has a surface that is closed on all sides. The holding magnets in the magnet holders are separated from the surroundings in all spatial directions by the material of the base body. This advantageously prevents accidental detachment of individual holding magnets from the base body, so that the safety when using the model blocks, in particular as a toy, is increased.

Vorteilhafterweise kann der Modellbaustein mit weiteren Funktionen ausgestattet werden. Da die Magnethalterungen relativ wenig Platz einnehmen, können im Grundkörper zusätzliche Funktionskomponenten, insbesondere elektrische und/oder elektronische Bauteile angeordnet sein.The model module can advantageously be equipped with further functions. Since the magnetic holders take up relatively little space, additional functional components, in particular electrical and / or electronic components, can be arranged in the base body.

Gemäß einer ersten Variante ist mindestens eine Generatoreinrichtung vorgesehen, die zur Erzeugung einer elektrischen Spannung bei Veränderung eines Magnetfelds infolge einer gegenseitigen Bewegung des Modellbaustein und des weiteren Gegenstand eingerichtet ist. Wenn beispielsweise beim Zusammensetzen zwei sich berührende Modellbausteine gegeneinander drehen, ändern die Haltemagneten sprunghaft ihre gegenseitige Ausrichtung. Die Generatoreinrichtung, umfassend z. B. mindestens eine um die Magnethalterungen umlaufende oder an die Magnethalterungen angrenzende Spule, ist so vorgesehen, dass bei Bewegung der Haltemagneten in der Spule eine Spannung induziert wird. Der Strom in einem an die Spule angeschlossenen Stromkreis mit einem Akkumulator kann im Grundkörper gespeichert und zur Versorgung von Verbraucherkreisen verwendet werden. Es kann z. B. eine einzige Spule pro Grundkörper, vorzugsweise in dessen Mitte vorgesehen sein, in der alle Magnetbewegungen Spannungen induzieren können.According to a first variant, at least one generator device is provided, which is set up to generate an electrical voltage when a magnetic field changes as a result of a mutual movement of the model component and the further object. For example, if two touching model building blocks rotate against each other during assembly, the holding magnets suddenly change their mutual alignment. The generator device, including z. B. at least one around the magnetic brackets or adjacent to the magnetic brackets coil is provided so that a voltage is induced in the coil when the holding magnets move. The current in a circuit connected to the coil with an accumulator can be stored in the base body and used to supply consumer circuits. It can e.g. B. a single coil per body, preferably be provided in the center, in which all magnetic movements can induce voltages.

Alternativ oder zusätzlich ist gemäß einer zweiten Variante mindestens eine elektrische Verbrauchereinrichtung im Modellbaustein vorgesehen. Die elektrische Verbrauchereinrichtung umfasst z. B. elektronische Komponenten, wie Sensoren und/oder Aktuatoren und/oder Lichtquellen und/oder andere elektrische Verbraucher. Die elektrische Verbrauchereinrichtung wird vorzugsweise mit dem Strom versorgt, der mit der Generatoreinrichtung bereitgestellt wird.Alternatively or additionally, according to a second variant, at least one electrical consumer device is provided in the model module. The electrical consumer device comprises e.g. B. electronic components, such as sensors and / or actuators and / or light sources and / or other electrical consumers. The electrical consumer device is preferably supplied with the current that is provided with the generator device.

Alternativ oder zusätzlich ist gemäß einer dritten Variante mindestens ein elektrischer Kontaktabschnitt vorgesehen, der an mindestens einer Oberfläche des Modellbausteins freiliegt. Kontaktabschnitte umfassen z. B. elektrisch leitende Kontaktbahnen, die so angeordnet sind, dass bei gekoppelten Modellbausteinen ein elektrischer Kontakt gebildet wird. Vorteilhafterweise können so Verbrauchereinrichtungen gekoppelt und/oder kombiniert werden und/oder in der zusammengesetzten Konstruktion aus Modellbausteinen ein elektrischer Schaltkreis aufgebaut werden.Alternatively or additionally, according to a third variant, at least one electrical contact section is provided, which is exposed on at least one surface of the model block. Contact sections include e.g. B. electrically conductive contact tracks, which are arranged so that an electrical contact is formed in coupled model blocks. Advantageously, consumer devices can thus be coupled and / or combined and / or an electrical circuit can be built in the assembled construction from model modules.

Zusammengefasst werden mit der Erfindung insbesondere die folgenden Vorteile erzielt.In summary, the following advantages are achieved in particular with the invention.

Es werden Modellbausteine geschaffen, die sich insbesondere als Spielzeug-Bausteine verwenden lassen. Weitere Anwendungen sind bei der Schaffung von Modellbauten, z. B. bei Architekturmodellen, gegeben.Model blocks are created that can be used in particular as toy blocks. Other applications are in the creation of model buildings, e.g. B. given architectural models.

Gekoppelte Modellbausteine weisen einen magnetischen Kraftschluss auf, der unter Verwendung von Haltemagneten, vorzugsweise Kugelmagneten, erzielt wird, die in einer gerasterten Anordnung frei drehbar unter der mindestens einen Kontaktfläche des Modellbausteins eingebettet sind, so dass zum angrenzenden Gegenstand, insbesondere Modellbaustein, stets ein Kraftschluss erreicht wird. In mindestens einer Raumrichtung sind zwei oder mehr gerastert angeordnete Haltemagneten vorgesehen, die verdrehsteif mit einem anderen Modellbaustein (oder einem anderen Gegenstand) koppeln.Coupled model blocks have a magnetic frictional connection, which is achieved using holding magnets, preferably spherical magnets, which are freely rotatable in a grid arrangement and are embedded under the at least one contact surface of the model block, so that the adjacent object, in particular model block, always achieves a positive connection becomes. In at least one spatial direction, two or more holding magnets arranged in a grid are provided which couple in a torsionally rigid manner to another model module (or another object).

Zusätzlich können die Kontaktflächen zur Schaffung eines Formschlusses an den Kontaktflächen ausgelegt sein, die durch magnetischen Kraftschluss verbunden sind. Damit wird vorteilhafterweise die Stabilität der Kopplung erhöht. In addition, the contact surfaces can be designed to create a positive connection on the contact surfaces, which are connected by magnetic frictional connection. This advantageously increases the stability of the coupling.

Die Haltemagneten können mit einem festen Basisabstand (Grundraster) angeordnet sein. In Abhängigkeit von der konkreten Anwendung kann das Rastermaß der Haltemagneten an der mindestens einen Kontaktfläche ein Vielfaches vom Basisabstand betragen.The holding magnets can be arranged with a fixed base distance (basic grid). Depending on the specific application, the grid dimension of the holding magnets on the at least one contact surface can be a multiple of the basic distance.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Diese zeigen in:

1: eine schematische Perspektivansicht eines Modellbausteins gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2: eine schematische Seitenansicht von zwei miteinander gekoppelten Modellbausteinen gemäß 1;
3: eine Illustration von Einzelheiten der geometrischen Anordnung von Magnetaufnahmen im Grundkörper eines Modellbausteins gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
4 und 5: schematische Seitenansichten von weiteren Varianten von zwei miteinander gekoppelten Modellbausteinen gemäß 1;
6 bis 14: schematische Seitenansichten von Modellbausteinen mit einem quaderförmigen Grundkörper gemäß weiteren Ausführungsformen der Erfindung;
15 bis 20: schematische Seitenansichten von Modellbausteinen mit einem nicht-quaderförmigen Grundkörper gemäß weiteren Ausführungsformen der Erfindung; und
21: eine schematische Illustration der Herstellung von Modellbausteinen gemäß weiteren Ausführungsformen der Erfindung.

Further details and advantages of the invention are explained below with reference to the accompanying drawings. These show in:

1 : a schematic perspective view of a model block according to an embodiment of the invention;
2 : a schematic side view of two coupled model building blocks according to 1 ;
3 : an illustration of details of the geometric arrangement of magnetic recordings in the base body of a model block according to an embodiment of the invention;
4 and 5 : schematic side views of further variants of two coupled model blocks according to 1 ;
6 to 14 : schematic side views of model blocks with a cuboid base body according to further embodiments of the invention;
15 to 20th : schematic side views of model blocks with a non-cuboid base body according to further embodiments of the invention; and
21 : a schematic illustration of the production of model blocks according to further embodiments of the invention.

Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden unter beispielhaftem Bezug auf Kunststoff-Modellbausteine mit Kugelmagneten beschrieben, wobei die Grundkörper mit einigen Varianten quaderförmiger oder nicht-quaderförmiger Formen verschiedener Größen und Magnetzahlen gezeigt sind. Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Varianten beschränkt, sondern mit einer Vielzahl von Abwandlungen implementierbar, die sich insbesondere hinsichtlich der Form und Größe der Grundkörper und/oder Rasteranordnung und Form der Haltemagneten und Magnetaufnahmen und/oder Form der Kontaktflächen unterscheiden können. Die Modellbausteine können mit den o. g. Funktionskomponenten ausgestattet sein, die lediglich in 2 beispielhaft schematisch dargestellt sind.Embodiments of the invention are described below by way of example with reference to plastic model blocks with spherical magnets, the basic bodies being shown with some variants of cuboid or non-cuboid shapes of different sizes and magnetic numbers. The invention is not limited to the variants shown, but can be implemented with a large number of modifications which can differ in particular with regard to the shape and size of the base body and / or grid arrangement and shape of the holding magnets and magnet receptacles and / or shape of the contact surfaces. The model blocks can be equipped with the above-mentioned functional components, which are only available in 2 are shown schematically as an example.

1 zeigt schematisch ein Grundelement eines Modellbausteins 10 mit einem Grundkörper 20 in Gestalt eines Würfels. Der Grundkörper 20 weist sechs Kontaktflächen 21 auf, unter denen jeweils vier Magnetaufnahmen 22 angeordnet sind. Die Magnetaufnahmen 22 befinden sich an den Ecken des Grundkörpers 20, so dass aufgrund der Würfelform des Grundkörpers 20 eine Rasteranordnung von acht Magnetaufnahmen 22 an allen Oberflächen des Würfels wirksam ist. Entsprechend kann jede Oberfläche des Grundkörpers 20 als Kontaktfläche 21 betrachtet werden. 1 shows schematically a basic element of a model block 10 with a basic body 20th in the form of a cube. The basic body 20th has six contact areas 21 on, under each of which four magnetic recordings 22 are arranged. The magnetic recordings 22 are located at the corners of the base body 20th , so that due to the cube shape of the base body 20th a grid arrangement of eight magnetic recordings 22 is effective on all surfaces of the cube. Accordingly, any surface of the base body 20th as a contact surface 21 to be viewed as.

Der Grundkörper 20 ist z. B. durch Spritzguss aus Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer hergestellt, wie unten unter Bezug auf 21 beispielhaft beschrieben ist. Im Grundkörper 20 kann ein Füllstoff vorgesehen sein, der einen Kunststoff, Holz und/oder nicht-magnetisches Metall umfasst.The basic body 20th is z. B. made by injection molding of acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, as below with reference to 21 is described as an example. In the basic body 20th a filler can be provided which comprises a plastic, wood and / or non-magnetic metal.

In jeder Magnetaufnahme 22 ist ein Haltemagnet 31 angeordnet. Die Haltemagneten 31 sind z. B. Neodym-Kugelmagneten. Durch das Material des Grundkörpers 20 sind die Haltemagneten 31 allseits von der Umgebung getrennt. Die Haltemagneten 31 sind von innen in die Magnetaufnahmen 22 eingefügt, und sie können nicht durch die Oberfläche des Grundkörpers 20 in die Umgebung gelangen. Die Magnetaufnahmen 22 sind Hohlkugel- oder Hohlwürfelräume, in denen die Haltemagneten 31 mit einem Spielraum drehbar und lateral nur vernachlässigbar verschiebbar angeordnet sind.In every magnetic recording 22 is a holding magnet 31 arranged. The holding magnets 31 are z. B. Neodymium ball magnets. Through the material of the base body 20th are the holding magnets 31 separated from the environment on all sides. The holding magnets 31 are inside the magnetic recordings 22 inserted, and they can not through the surface of the body 20th get into the environment. The magnetic recordings 22 are hollow spheres or hollow cube spaces in which the holding magnets 31 are rotatable with a latitude and laterally only negligibly displaceable.

Der Grundkörper 20 hat allgemein eine Kantenlänge L im Bereich von z. B. 10 mm bis 10 cm. Die Kantenlänge L definiert eine Grundlänge des Modellbaustein-Systems, aus dem sich geometrische Körper mit frei wählbarer Form ableiten lassen. Die Magnetaufnahmen 22 haben ein Innenmaß (z. B. Innendurchmesser oder Innenkantenlänge) von z. B. 3,2 mm bis 26 mm. Die Haltemagneten 31 haben einen Durchmesser von z. B. 3 mm bis 25 mm.The basic body 20th generally has an edge length L in the range of z. B. 10 mm to 10 cm. The edge length L defines a basic length of the model building block system, from which geometric bodies with freely selectable shapes can be derived. The magnetic recordings 22 have an inside dimension (e.g. inside diameter or inside edge length) of z. B. 3.2 mm to 26 mm. The holding magnets 31 have a diameter of z. B. 3 mm to 25 mm.

2 illustriert die Kopplung von zwei Modellbausteinen 10A, 10B gemäß 1 mit einander vollständig abdeckenden Kontaktflächen 21. Bei Annäherung drehen sich die Haltemagneten 31 in beiden Bausteinen so, dass jeweils Nord- und Südpol gegenüberstehen und die energetisch günstigste Form eingenommen wird, die gleichzeitig eine maximale Anziehungskraft benachbarter Haltemagneten erreicht. Die Kontaktflächen 21 können sich auch nur teilweise überlappen (siehe 4). Durch Ansetzen weiterer Modellbausteine (siehe Modellbaustein-System 100 gemäß 5) drehen sich bei Annäherung die Haltemagneten 31 der hinzukommenden Modellbausteine entsprechend, so dass auch dort ein Kraftschluss hergestellt wird. Auf diese Weise lassen sich die Modellbausteine in allen Raumrichtungen einfach aneinandersetzen oder voneinander lösen. Modellbausteine können z. B. zu Wänden, kompakten Körpern oder Hohlkörpern zusammengesetzt werden. 2 illustrates the coupling of two model building blocks 10A . 10B according to 1 with completely covering contact surfaces 21 , When approaching, the holding magnets rotate 31 in both components so that the north and south poles face each other and the most energetically favorable form is taken, which at the same time achieves a maximum attraction of neighboring holding magnets. The contact areas 21 can also only partially overlap (see 4 ). By adding additional model blocks (see model block system 100 according to 5 ) the holding magnets turn when approaching 31 corresponding to the model blocks to be added, so that a frictional connection is also made there. In this way, the model building blocks can be easily put together or detached from one another in all spatial directions. Model blocks can e.g. B. can be assembled into walls, compact bodies or hollow bodies.

Der rechte Modellbaustein 10B in 2 zeigt beispielshaft eine Funktionskomponente 40, umfassend eine Spule 41 und einen Akkumulator 42. Bei Bewegung der Haltemagneten 31 wird in der Spule 41 eine Spannung induziert. Ein Stromfluss führt zum Laden des Akkumulators 42. Weitere Verbraucher und elektrische Kontakte können im Modellbaustein vorgesehen sein (nicht dargestellt).The right model block 10B in 2 shows an example of a functional component 40 comprising a coil 41 and an accumulator 42 , When the holding magnets move 31 is in the coil 41 induced a voltage. A current flow leads to the battery being charged 42 , Additional consumers and electrical contacts can be provided in the model block (not shown).

Die geometrische Anordnung der Magnetaufnahmen 22 im Grundkörper 20 eines Modellbausteins 10 ist so gewählt, dass die Abstände der Haltemagneten 31 (Magnetabstände) im Grundkörper 20 größer sind als die Abstände der Haltemagneten 31 benachbarter, zusammengesetzter Modellbausteine 10. Damit wird der Einfluss der gegenseitigen Kopplung der Haltemagneten 31 innerhalb eines Modellbausteins 10 im Vergleich zur Kopplung der Haltemagneten 31 benachbarter, zusammengesetzter Modellbausteine 10 möglichst minimiert.The geometric arrangement of the magnetic recordings 22 in the basic body 20th of a model block 10 is chosen so that the distances between the holding magnets 31 (Magnet spacing) in the base body 20th are larger than the distances between the holding magnets 31 neighboring, assembled model building blocks 10 , This will influence the mutual coupling of the holding magnets 31 within a model block 10 compared to the coupling of the holding magnets 31 neighboring, assembled model building blocks 10 minimized as much as possible.

Vorzugsweise werden zur Berechnung des minimalen Magnetabstands der Haltemagneten 31 in einem würfelförmigen Grundkörper 20 die folgenden, unter Bezug auf 3 erläuterten Relationen gewählt. In 3 sind R der Kugelradius der Haltemagneten 31, r der Radius des Magnetaufnahme 22, D die Dicke der Wandung zwischen den Magnetaufnahmen 22 (Magnetaufnahmen-Abstand), und d die Wandstärke des Würfels (Tiefenabstand der Haltemagneten 31).The holding magnets are preferably used to calculate the minimum magnet spacing 31 in a cube-shaped body 20th the following, with reference to 3 explained relations selected. In 3 R is the sphere radius of the holding magnets 31 , r the radius of the magnet holder 22 , D the thickness of the wall between the magnetic receptacles 22 (Magnetic recording distance), and d the wall thickness of the cube (depth distance of the holding magnets 31 ).

Im intern im Grundkörper 20 gekoppelten Zustand beträgt der Abstand der Zentren zweier benachbarter Haltemagneten 31 mindestens s = 2 * R + D.Im internally in the basic body 20th coupled state is the distance between the centers of two adjacent holding magnets 31 at least s = 2 * R + D.

Nähert sich von außen ein anderer Modellbaustein, in dem die Haltemagneten zunächst auch intern gekoppelt sind, und berührt diesen Modellbaustein, dann beträgt der Abstand der Mitten zweier benachbarter Haltemagneten (jeweils in einem anderen Modellbaustein) maximal $S = 2 * (d + 2 * r - R) .$

If another model module approaches from the outside, in which the holding magnets are initially also internally coupled, and touches this model module, the distance between the centers of two adjacent holding magnets (each in a different model module) is at a maximum

S = 2 * (d + 2 * r - R),

Damit nun die Haltemagneten 31 der sich berührenden Modellbausteine 10A, 10B (siehe z. B. 2) stärker koppeln als die interne Kopplung, muss S < s sein. Diese Bedingung lässt sich umformulieren in eine Bedingung für den Minimalabstand der Magnetaufnahmen 22 für die Haltemagneten 31 in Abhängigkeit von der Wandstärke des Würfels und der Differenz der Radien von Loch und Magnetkugel: $D > 4 * (r - R) + 2 * d$

So now the holding magnets 31 the touching model building blocks 10A . 10B (see e.g. 2 ) couple more than the internal coupling, S <s must be. This condition can be reformulated into a condition for the minimum distance between the magnetic receptacles 22 for the holding magnets 31 depending on the wall thickness of the cube and the difference in the radii of the hole and the magnetic ball:

D > 4 * (r - R) + 2 * d

Sobald die Haltemagneten von einem der Modellbausteine mit den Haltemagneten des anderen Modellbausteins koppeln, verringert sich der Abstand zwischen den Mitten der Haltemagneten aufgrund des Freiraums (Spiel) in den Löchern auf 2 * R + 2 * d. Da d wegen der Relation (1) deutlich kleiner ist als D, ist die Kraftkopplung zwischen den Modellbausteinen stärker als innerhalb der Modellbausteine und verleiht damit der Bindung zwischen zwei benachbarten Modellbausteinen die magnetische Haltekraft, die einen Zusammenbau zu einer größeren Konstruktion erlaubt.As soon as the holding magnets of one of the model blocks couple with the holding magnets of the other model block, the distance between the centers of the holding magnets is reduced to 2 * R + 2 * d due to the free space (play) in the holes. Since d because of the relation ( 1 ) is significantly smaller than D, the force coupling between the model building blocks is stronger than within the model building blocks and thus gives the bond between two neighboring model building blocks the magnetic holding force, which allows assembly to a larger construction.

Durch die Positionierung der Haltemagneten 31 an den Ecken des Grundkörpers mit gleichem Tiefenabstand d zu allen angrenzenden Kontaktflächen können die Modellbausteine 10A, 10B auch in Positionen der halben Kantenlänge L zusammengefügt werden, wie in 4 gezeigt ist. Wegen der Notwendigkeit der Reduzierung der inneren Kopplung und die daraus resultierenden relativen Positionen der Haltemagneten 31, entspricht der Versatz bei nur zwei benachbarten Modellbausteinen 10A, 10B nicht exakt der halben Kantenlänge L. Sobald aber weitere Modellbausteine in versetzter Position hinzukommen, verschieben sich die relativen Positionen, so dass im Mittel der Versatz in halber Kantenlänge L resultiert (5) und die Grundrasteranordnung der Haltemagneten 31 erhalten bleibt.By positioning the holding magnets 31 The model blocks can be placed at the corners of the base body with the same depth distance d from all adjacent contact surfaces 10A . 10B can also be joined in positions of half the edge length L, as in 4 is shown. Because of the need to reduce the internal coupling and the resulting relative positions of the holding magnets 31 , the offset corresponds to only two neighboring model blocks 10A . 10B not exactly half the edge length L. However, as soon as additional model blocks are added in the offset position, the relative positions shift so that the offset results in half the edge length L ( 5 ) and the basic grid arrangement of the holding magnets 31 preserved.

Neben der einfachen Grundform eines Würfels (1, 2, 4 und 5) lassen sich andere Formen, insbesondere Quaderformen des Grundkörpers 20 verwenden, die beispielhaft in den 6 bis 14 jeweils in Draufsicht, Vorderansicht und Seitenansicht gezeigt sind. Die Maße der Quaderformen werden in Bezug auf die Kantenlänge L des würfelförmigen Modellbausteins 10 gemäß 1 angegeben.In addition to the simple basic shape of a cube ( 1 . 2 . 4 and 5 ) other shapes, in particular cuboid shapes of the base body 20th use the example in the 6 to 14 are shown in plan view, front view and side view. The dimensions of the cuboid shapes are in relation to the edge length L of the cube-shaped model block 10 according to 1 specified.

Gemäß 6 umfasst der Modellbaustein 10 einen Grundkörper 20 in Form eines Quaders mit 2 Haltemagneten 31 in einer Ebene (Maß: L * L/2 * L/2). 7 zeigt eine weitere Quaderform mit 4 Haltemagneten 31 in einer Ebene (Maß: L * L * L/2). 6 Haltemagneten 31 können jeweils in einer von zwei Ebenen (8, Maß: 3L/2 * L * L, gesamt 12 Haltemagneten 31) oder in einer Ebene (9, Maß: 3L/2 * L * L/2) angeordnet sein. Weitere Varianten sind z. B. 3 Haltemagneten 31 in einer Reihe (10, Maß: 3L/2 * L/2 * L/2), 16 Haltemagneten 31 in zwei Ebenen (11, Maß: 2L * L * L), 8 Haltemagneten 31 in einer Ebene (12, Maß: 2L * L * L/2), oder 4 Haltemagneten 31 in einer Reihe (13, Maß: 2L * L/2* L/2).According to 6 includes the model block 10 a basic body 20th in the form of a cuboid with 2 holding magnets 31 on one level (dimension: L * L / 2 * L / 2). 7 shows another cuboid shape with 4 holding magnets 31 on one level (dimension: L * L * L / 2). 6 holding magnets 31 can each be in one of two levels ( 8th , Dimension: 3L / 2 * L * L, a total of 12 holding magnets 31 ) or in one level ( 9 , Dimension: 3L / 2 * L * L / 2). Other variants are e.g. B. 3 holding magnets 31 in a row ( 10 , Dimension: 3L / 2 * L / 2 * L / 2), 16 holding magnets 31 in two levels ( 11 , Dimension: 2L * L * L), 8 holding magnets 31 in one level ( 12 , Dimension: 2L * L * L / 2), or 4 holding magnets 31 in a row ( 13 , Dimension: 2L * L / 2 * L / 2).

Für Quader-förmige Grundformen, deren Seitenmaß an allen Flächen die Kantenlänge L des Grundelements gemäß 1 überschreitet, ist es ausreichend, wenn Haltemagneten 31 nur unter der Oberfläche der Seitenflächen 21 angeordnet sind. Im weiteren Inneren der Grundform sind keine Magnete vorgesehen. Als Beispiel ist in 14 ein Quader-förmiger Grundkörper 20 mit dem Maß 5L/2 * 2L * 3L/2 inklusive zweier Schnitte dargestellt. 14A zeigt den Quader in Draufsicht, Vorderansicht und Seitenansicht mit 54 Haltemagneten 31 (Maß: 5L/2 * 2L * 3L/2). Die 14B und 14C zeigen die Schnittansichten jeweils entlang der Ebenen AA und BB in 14A.For cuboid-shaped basic shapes, whose lateral dimensions on all surfaces correspond to the edge length L of the basic element 1 exceeds, it is sufficient if the holding magnet 31 only under the Surface of the side surfaces 21 are arranged. No magnets are provided in the interior of the basic shape. As an example is in 14 a cuboid-shaped body 20th shown with the dimension 5L / 2 * 2L * 3L / 2 including two cuts. 14A shows the cuboid in plan view, front view and side view with 54 holding magnets 31 (Dimension: 5L / 2 * 2L * 3L / 2). The 14B and 14C show the sectional views along planes AA and BB in FIG 14A ,

Unter Zugrundelegung der Rasteranordnung der Haltemagneten 31 lassen sich zahlreiche weitere geometrische Formen konstruieren, von denen die folgenden beispielhaft in den 15 bis 20 dargestellt sind. Die Maße der jeweiligen Grundkörper 20 werden in Bezug auf die Kantenlänge L des würfelförmigen Modellbausteins 10 gemäß 1 angegeben.Based on the grid arrangement of the holding magnets 31 numerous other geometric shapes can be constructed, of which the following are examples in the 15 to 20th are shown. The dimensions of the respective base body 20th in relation to the edge length L of the cube-shaped model block 10 according to 1 specified.

Gemäß 15 ist ein Dreiecksprisma mit einem Haltemagnet 31 (Außenmaß: L × L × L) vorgesehen. Erfindungsgemäße Modellbausteine können auch mit Bausteinen 10' kombiniert werden, die nur einen Haltemagnet 31 beinhalten (siehe z. B. 16). 16 zeigt einen Grundkörper 20' in Gestalt eines schiefen Tetraeders, der nur eine Magnetaufnahme mit einem drehbaren Haltemagneten 31' aufweist (Außenmaß: L × L × L).According to 15 is a triangular prism with a holding magnet 31 (External dimensions: L × L × L). Model blocks according to the invention can also be used with blocks 10 ' can be combined with only one holding magnet 31 include (see e.g. 16 ). 16 shows a basic body 20 ' in the form of an oblique tetrahedron, which is only a magnetic holder with a rotatable holding magnet 31 ' has (external dimensions: L × L × L).

17 zeigt einen Modellbaustein 10, der z. B. in einem Hausmodell als Dachkantstein verwendet werden kann (4 Haltemagneten 31, Außenmaße: L × L × L), während 18 eine pyramidenförmige Dachspitze (4 Haltemagneten 31, Außenmaße: L × L × L) und 19 eine gewölbeförmige Dachspitze (4 Haltemagneten 31, Außenmaße: L × L × L) illustrieren. Auch komplexere Formen mit speziellen Funktionen in einer Modellkonstruktion können gebildet werden, wie z. B. der in 20 gezeigte Bogen (12 Haltemagneten 31, Außenmaße: 2L × L × L). 17 shows a model block 10 , the z. B. can be used in a house model as a roof tile (4 holding magnets 31 , External dimensions: L × L × L), while 18th a pyramid-shaped roof top ( 4 Holding magnets 31 , External dimensions: L × L × L) and 19 a vaulted roof top ( 4 Holding magnets 31 , External dimensions: L × L × L) illustrate. Even more complex shapes with special functions in a model construction can be formed, such as B. the in 20th shown arches ( 12 Holding magnets 31 , External dimensions: 2L × L × L).

21 illustriert beispielhaft den inneren Aufbau des Grundkörpers 20 eines Modellbausteins 10. Der Grundkörper 20 umfasst ein Kernelement 25, ein Mantelteil 26 und zwei Deckelteile 27. Die Ausführungsform der 21 hat den Vorteil, dass zuverlässig eine lückenlose, geschlossene Oberfläche des Grundkörpers 20 geschaffen wird. Da die Oberfläche des fertigen Grundkörpers 20 vorzugsweise geschlossen ist, andererseits aber die Haltemagneten eingebracht werden müssen, ist eine Unterteilung der konstruktiven Elemente in Innenkomponenten (Kernelement 25) und Außenflächenkomponenten (Mantelteil 26 und Deckelteile 27) vorteilhaft. 21 illustrates the internal structure of the base body as an example 20th of a model block 10 , The basic body 20th includes a core element 25th , a coat part 26 and two lid parts 27 , The embodiment of the 21 has the advantage that a gapless, closed surface of the body is reliable 20th is created. Because the surface of the finished body 20th is preferably closed, but on the other hand the holding magnets have to be introduced, the structural elements are divided into internal components (core element 25th ) and external surface components (jacket part 26 and cover parts 27 ) advantageous.

Die Komponenten 25 bis 27 werden gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung im Spritzgussverfahren getrennt hergestellt und anschließend zusammengefügt. Das Kernelement 25 umfasst einen Kunststoffblock mit Aussparungen 25.1 an den Ecken. Der Kunststoffblock verleiht dem fertigen Grundkörper eine besondere mechanische Stabilität. Die Aussparungen 25.1 bilden im zusammengesetzten Zustand die Magnetaufnahmen 22 (siehe z. B. 1). Des Weiteren enthält der Kunststoffblock Ankerschlitze 25.2 zur Aufnahme von Rastvorsprüngen 27.1 an den Deckelteilen. Das vierseitige Mantelteil 26 umfasst einen einstückigen Verbund von vier Seitenflächen des Grundkörpers. Die Deckelteile 27 stellen die übrigen Seitenflächen des Grundkörpers bereit. Zur Verankerung der Deckelteile 27 am Kernelement 25 sind die säulenförmigen Rastvorsprüngen 27.1 mit Rastnasen 27.2 (siehe 21C, z. B. jeweils vier Stäbchen, an deren Enden Widerhaken angebracht sind) vorgesehen, die mit Abstufungen 25.3 in den Ankerschlitzen 25.2 zusammenwirken (siehe 21C).The components 25th to 27 are manufactured separately according to this embodiment of the invention in the injection molding process and then joined together. The core element 25th includes a plastic block with cutouts 25.1 at the corners. The plastic block gives the finished base a special mechanical stability. The cutouts 25.1 form the magnetic recordings in the assembled state 22 (see e.g. 1 ). The plastic block also contains anchor slots 25.2 to accommodate locking projections 27.1 on the lid parts. The four-sided jacket part 26 comprises an integral composite of four side faces of the base body. The lid parts 27 provide the remaining side surfaces of the base body. For anchoring the cover parts 27 on the core element 25th are the columnar locking projections 27.1 with latches 27.2 (please refer 21C, e.g. , B. four sticks each, at the ends of which barbs are attached) provided with gradations 25.3 in the anchor slots 25.2 interact (see 21C ).

Beim Zusammenbau des Modellbauteils wird das Kernelement 25 mit den eingelegten Haltemagneten (in 21 nicht gezeigt) so in das Mantelteil 26 geschoben, dass die Öffnungen der Ankerschlitze 25.2 zu den noch nicht verschlossenen Seiten weisen. Beim Aufsetzen der Seitenflächen werden die Rastvorsprüngen 27.1 der Deckelteile 27 in die Ankerschlitze 25.2 eingeführt und rasten an den Abstufungen 25.3 ein. Die beiden Deckelteile 27 können dann nicht mehr entfernt werden.When assembling the model component becomes the core element 25th with the inserted holding magnets (in 21 not shown) so in the jacket part 26 pushed that the openings of the anchor slots 25.2 point to the not yet closed pages. When the side surfaces are put on, the locking projections 27.1 the lid parts 27 into the anchor slots 25.2 introduced and rest on the gradations 25.3 on. The two lid parts 27 can then no longer be removed.

Das Verfahren zur Herstellung eines Modellbausteins gemäß der Erfindung ist nicht auf die Konstruktion und das Verfahren gemäß 21 beschränkt. Anstelle der gezeigten Rastverbindungen können gemäß abgewandelten Ausführungsformen der Erfindung andere Rastverbindungen oder z. B. Klebeverbindungen vorgesehen sein. In diesem Fall können die Innenkomponenten und Außenflächenkomponenten durch einfacher aufgebaute Bauteile ersetzt werden. Beispielsweise kann bei Verkleben der Modellbausteine auf die Ankerschlitze 25.2 und die Rastvorsprüngen 27.1 verzichtet werden.The method for producing a model block according to the invention is not based on the construction and the method 21 limited. Instead of the locking connections shown, other locking connections or z. B. adhesive connections may be provided. In this case, the inner components and outer surface components can be replaced by simpler components. For example, the model blocks can be glued to the anchor slots 25.2 and the locking projections 27.1 to be dispensed with.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in Kombination oder in Unterkombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.The features of the invention disclosed in the above description, the drawings and the claims can be of importance both individually and in combination or in sub-combination for the implementation of the invention in its various configurations.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 4317829 C1 [0003]
WO 2008/127980 A1 [0003]
WO 2012/164544 A1 [0003]
AT 515333 A1 [0004]
DE 102005058992 A1 [0005]

Claims

Model module (10) which is set up for coupling to a magnetic or magnetizable object (10A, 10B, 10C) under the action of magnetic force, comprising - a base body (20) made of a non-magnetizable material, which has at least one contact surface (21) on which at least two magnet receptacles (22) are provided, and - at least two holding magnets (31), which are each rotatably arranged in one of the magnet receptacles (22), the holding magnets (31) in adjacent magnet receptacles (22) having a mutual magnet spacing , characterized in that - the magnet receptacles (22) are shaped such that the magnet spacing between holding magnets (31) in adjacent magnet receptacles (22) is invariable.

Model block according to Claim 1 , in which - the magnet distance of the holding magnets (31) between adjacent magnet receptacles (22) is greater than a depth distance (d) of the magnet receptacles (22) from the contact surface (21).

Model block according to one of the preceding claims, in which - At least three magnetic receptacles (22) are provided, which are arranged such that all the magnet spacings of the holding magnets (31) in adjacent magnetic receptacles (22) are the same and a uniform grid arrangement of the magnetic receptacles (22) is created.

Model block according to one of the preceding claims, in which - The holding magnets include ball magnets (31).

Model block according to one of the preceding claims, in which - The at least one contact surface (21) has at least one edge with an edge length that is greater than an integer multiple of the magnet spacing of the holding magnets (31) in adjacent magnet receptacles (22).

Model block according to one of the preceding claims, in which - The magnetic receptacles (22) are arranged on the at least one contact surface (21) as a straight row or as a matrix with straight rows and columns.

Model block according to one of the preceding claims, in which - The at least one contact surface (21) is rectangular, and - The magnetic receptacles (22) are arranged at corners and / or edges of the at least one contact surface (21).

Model block according to Claim 7 , in which - further magnetic receptacles (22) are arranged at a distance from the corners and / or the edges of the at least one contact surface (21).

Model block according to one of the preceding claims, in which - The base body (20) has the shape of a cuboid, in particular a cube.

Model block according to Claim 9 , in which - all surfaces of the cuboid form contact surfaces (21).

Model block according to one of the Claims 1 to 8th , in which - the base body (20) has the shape of a prism or a pyramid.

Model block according to one of the preceding claims, in which - The at least one contact surface (21) of the base body (20) extends along a flat reference surface.

Model block according to Claim 12 , in which - the at least one contact surface (21) of the base body (20) has a structured, non-planar surface shape which, when the magnetic or magnetizable object (10A, 10B) contacts the at least one contact surface (21) to form a positive fit is set up.

Model block according to one of the preceding claims, in which - The base body (20) has a surface that is closed on all sides, so that the holding magnets (31) are separated from the surroundings in all spatial directions.

Model block according to one of the preceding claims, comprising - At least one generator device (41) which is set up to generate an electrical voltage when a magnetic field changes as a result of mutual movement of the model component and the magnetic or magnetizable object (10A, 10B), and / or - At least one electrical consumer device, and / or - At least one electrical contact section that is exposed on at least one surface of the model block.

Model block according to one of the preceding claims, which for coupling with the magnetic or magnetizable object (10A, 10B) in the form of a model block according to one of the preceding claims.

Model building block system (100), comprising at least two model building blocks according to one of the preceding claims.