-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Klemmbaustein.
-
Die Homepage http://www.bricklink.com listet unter der Teilenummer 731c04 (alternative Teilenummer: 4255c04 und 76537) einen Klemmbaustein in Form eines Federbeins zum Steckverbinden in einem Steckverbindungssystem in einem Raum, welcher durch eine Längsrichtung, eine Querrichtung quer zur Längsrichtung und eine Höhenrichtung quer zur Längsrichtung und quer zur Querrichtung aufgespannt ist. Der bekannte Klemmbaustein umfasst ein erstes Bausteinteil, das an der Oberseite ein erstes Steckverbindungselement besitzt, und ein zweites Bausteinteil mit einem Innenraum, welcher in der Längsrichtung und der Querrichtung an beiden Seiten und in der Höhenrichtung an der Unterseite durch eine Wand begrenzt ist, wobei das zweite Bausteinteil an der Unterseite ein zweites Steckverbindungselement besitzt. Das zweite Bausteinteil ist sowohl in der Längsrichtung als auch in der Querrichtung größer ausgebildet ist, als das erste Bausteinteil, wobei das erste Bausteinteil teleskopartig entgegen der Höhenrichtung in den Innenraum des zweiten Bausteinteils geschoben ist. Dabei sind die beiden Bausteinteile über ein gemeinsames Rückstellelement gegeneinander abgestützt.
-
Aufgabe der Erfindung ist, den bekannten Klemmbaustein zu verbessern.
-
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
-
Gemäß einem Aspekt der Erfindung, umfasst ein Klemmbaustein zum Steckverbinden in einem Steckverbindungssystem in einem Raum, welcher durch eine Längsrichtung, eine Querrichtung quer zur Längsrichtung und eine Höhenrichtung quer zur Längsrichtung und quer zur Querrichtung aufgespannt ist:
- - ein erstes Bausteinteil mit einem Innenraum, welcher in der Längsrichtung und der Querrichtung an beiden Seiten und in der Höhenrichtung an der Oberseite durch eine Wand begrenzt ist, wobei das erste Bausteinteil an der Oberseite ein erstes Steckverbindungselement besitzt,
- - ein zweites Bausteinteil mit einem Innenraum, welcher in der Längsrichtung und der Querrichtung an beiden Seiten und in der Höhenrichtung an der Unterseite durch eine Wand begrenzt ist, wobei das zweite Bausteinteil an der Unterseite ein zweites Steckverbindungselement besitzt, welches mit dem ersten Steckverbindungselement steckverbindbar ist,
- - wobei das zweite Bausteinteil sowohl in der Längsrichtung als auch in der Querrichtung größer ausgebildet ist, als das erste Bausteinteil,
- - wobei das erste Bausteinteil teleskopartig entgegen der Höhenrichtung in den Innenraum des zweiten Bausteinteils geschoben ist, und
- - wobei die beiden Bausteinteile über ein gemeinsames in den Innenräumen angeordnetes Rückstellelement gegeneinander abgestützt sind.
-
Dem angegeben Klemmbaustein liegt die Überlegung zugrunde, dass der bekannte Klemmbaustein als Federbein zwar sehr schlank, allerdings auch sehr individuell aufgebaut ist. Er lässt sich nicht ohne weitere Kopplungselemente mit anderen Klemmbausteinen verbauen, weil die beiden Steckverbinder nicht komplementär aufgebaut sind. Hier greift der angegebene Klemmbaustein mit der Überlegung an, einen Klemmbaustein Rastermaß nach Hilary Page und seit 1955 von der Firma Lego A/S verwendet aufzuschneiden und die beiden Teile teleskopartig gegeneinander verschieblich über eine Feder zu lagern. Ein solcher Klemmbaustein ist mit dem Rastermaß nicht nur vollständig kompatibel, er lässt sich auch ohne weitere Kopplungselemente mit anderen Klemmbausteinen, die nach diesem Rastermaß definiert sind verbinden.
-
In einer Weiterbildung des angegebenen Klemmbausteins weist die Wand des zweiten Bausteinteils an seinen zum Innenraum gerichteten Flächen in den Innenraum gerichtete Bausteinteilformschlusselemente auf, die das erste Bausteinteil in der Höhenrichtung führen und eine Bewegung des ersten Bausteinelementes in der Längsrichtung und der Querrichtung blockieren. Auf diese Weise lässt sich die Reibung zwischen beiden Bausteinteilen bei der teleskopartigen Bewegung reduzieren.
-
In einer anderen Weiterbildung des angegebenen Klemmbausteins ist ein relativer Bewegungsweg des ersten Bausteinteils im zweiten Bausteinteil in der Höhenrichtung durch ein Begrenzungseinrichtung beschränkt ist. Auf diese Weise lässt sich vermeiden, dass sich nicht nur vermeiden, dass beiden Bausteinteil unbeabsichtigt voneinander lösen, die beiden Bausteinteile können auch mit einer definierbaren Vorspannung gegeneinander gelagert werden.
-
In einer zusätzlichen Weiterbildung des angegebenen Klemmbausteins weist die Begrenzungseinrichtung eine Schnapphakenverbindung aus einem ersten Haken, der an der Wand des ersten Bausteinteils vom Innenraum gesehen nach außen gerichtet ausgebildet ist, und einem zweiten Haken, der an der Wand des zweiten Bausteinteils vom Innenraum gesehen nach innen ausgerichtet ausgebildet ist, auf. Auf diese Weise lässt sich die Bewegungsbegrenzung zwischen beiden Bausteinteile in der Höhenrichtung lösbar herstellen.
-
In einer weiteren Weiterbildung des angegebenen Klemmbausteins ist die Wand des ersten Bausteinteils neben dem ersten Haken geschlitzt. Durch die Breite des Schlitzes lässt sich dann die Elastizität des ersten Hakens einstellen, so dass die Bewegungsbegrenzung einerseits mechanisch ausreichend stabil ausgestaltet werden kann, aber noch lösbar bleibt.
-
In einer noch weiteren Weiterbildung des angegebenen Klemmbausteins besitzt die Wand des zweiten Bausteinteils an der Unterseite im Bereich des zweiten Hakens zum Innenraum hin eine Zugangsöffnung, über die die Haken dann zugänglich sind, um die Bewegungsbegrenzung in einfacher Weise zu lösen.
-
In einer noch anderen Weiterbildung des angegebenen Klemmbausteins ist das Rückstellelement eine Feder, die sich nicht nur kostengünstig herstellen sondern auch mit einer beliebigen Elastizität realisieren lässt.
-
In einer besonderen Weiterbildung umfasst der angegebene Klemmbausteins eine Führungshülse, in der die Feder in der Höhenrichtung geführt ist. Auf diese Weise wird ein unbeabsichtigtes Verknicken der Feder vermieden, wodurch die rückstellende Funktion der Feder nicht mehr gegeben wäre.
-
In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Führungshülse am ersten Bausteinteil oder am zweiten Bausteinteil befestigt. Auf diese Weise lässt sich die Feder stabil im Innenraum zwischen den beiden Bausteinteilen an einem der beiden Bausteinteile lagern.
-
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung des angegebenen Klemmbausteins sind an der Führungshülse Hakenformschlusselemente ausgebildet, die einen Haken in der Höhenrichtung führen und eine Bewegung des Hakens zur Führungshülse hin zu beschränken. Auf diese Weise wird eine Überdehnung der oben genannten Haken vermieden.
-
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise wie diese erreicht werden, werden verständlicher im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:
- 1 eine Explosionsdarstellung eines Klemmbausteins aus einer ersten Perspektive, und
- 2 eine Explosionsdarstellung des Klemmbausteins der 1 aus einer zweiten Perspektive.
-
In den Figuren werden gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen und nur einmal beschrieben. Die Figuren sind rein schematisch und geben vor allem nicht die tatsächlichen geometrischen Verhältnisse wieder.
-
Es wird auf die 1 und 2 Bezug genommen, die aus zwei verschiedenen Perspektiven einen Klemmbaustein 2 zum Steckverbinden in einem nicht weiter dargestellten Steckverbindungssystem in einem Raum zeigt, welcher durch eine Längsrichtung 4, eine Querrichtung 6 quer zur Längsrichtung 4 und eine Höhenrichtung 8 quer zur Längsrichtung 4 und quer zur Querrichtung 6 aufgespannt ist.
-
Der Klemmbaustein 2 umfasst ein erstes Bausteinteil 10 und ein zweites Bausteinteil 12.
-
Das erste Bausteinteil 10 besitzt einen Innenraum 14, welcher in und entgegen der Längsrichtung 4 und in der Querrichtung 6 von einer Wand 16 begrenzt ist, die im aus der Höhenrichtung 8 gesehenen Querschnitt ein Quadrat mit einer Kantenlänge 15 bildet. Die Kantenlänge 15 ist der Übersichtlichkeit halber nur in 1 agedeutet. In der Höhenrichtung 8 ist der Innenraum 14 des ersten Bausteinteils 10 durch einen Deckel 17 begrenzt auf dessen Oberseite erste Steckverbindungselemente in Form von Noppen 18 ausgebildet sind. Die Noppen 18 sind von ihrer Größe und ihrem Abstand her gemäß dem Lego-Rastermaß ausgebildet, so wie es beispielsweise in der Offenbarung Pawel Sariel Kmiec, The Unofficial LEGO Technic Builder's Guide, No Starch Press; 2. Edition (1. Oktober 2016), ISBN: 978-1593277604 beschrieben ist. Für weitergehende Information zum Lego-Rastermaß wird auf die einschlägige Literatur hierzu verwiesen.
-
Die Wand 16 des ersten Bausteinteils 10 besitzt in der Querrichtung 6 gesehen auf beiden Seiten je einen vertieften Wandabschnitt 19, der in der Längsrichtung 4 gesehen mittig angeordnet und zum Innenraum 14 hin gerichtet ist. Der vertiefte Wandabschnitt 19 ist mit einer Rücksetztiefe 20 in die Wand 16 eingelassen. Die Rücksetztiefe 20 ist der Übersichtlichkeit halber nur in 2 angedeutet. Der vertiefte Wandabschnitt 19 ist von der restlichen Wand 16 über Schlitze 22 abgegrenzt und besitzt an seiner in der Höhenrichtung 8 gesehenen Unterseite einen Haken 24.
-
Analgo zum ersten Bausteinteil 10 besitzt auch das zweite Bausteinteil 12 einen Innenraum 26, welcher in und entgegen der Längsrichtung 4 und in der Querrichtung 6 von einer umlaufenden Wand 28 begrenzt ist. Der Innenraum 26 des zweiten Bausteinteils 12 ist in seinem aus der Höhenrichtung 8 gesehenen Querschnitt in Form eines Quadrates mit einer Kantenlänge 27 ausgebildet. Entgegen der Höhenrichtung 8 ist der Innenraum 26 des zweiten Bausteinteils 12 durch einen Boden 30 begrenzt auf dessen Unterseite zweite Steckverbindungselemente in Form von Noppenaufnahmen 32 ausgebildet sind, wie sie grundsätzlich aus der Offenbarung
US 3,005,282 A bekannt sind. Die Geometrie der Noppenaufnahmen 32 ist auf die Noppen 18 gemäß dem Lego-Rastermaß abgestimmt.
-
Die Kantenlänge 15 des quadratischen ersten Bausteinteils 10 ist kleiner gewählt, als die Kantenlänge 27 des quadratischen Innenraumes 26 des zweiten Bausteinteils 12, so dass sich das erste Bausteinteil 10 teleskopartig in den Innenraum des zweiten Bausteinteils 12 einschieben lässt. Zur Minderung der Reibung zwischen den beiden Bausteinteilen 10 können an einer den Wänden 16, 28 eines Bausteinteils 10, 12 Bauteilformschlusselemente 32 ausgebildet sein, die eine Bewegung des entsprechenden anderen Bausteinteiles 12, 10 in der Längsrichtung 4 und der Querrichtung 6 beschränken.
-
In der vorliegenden Ausführung sind diese Bauteilformschlusselemente 32 an der Wand 28 in den Innenraum 26 des zweiten Bausteinteils 12 gerichtet ausgebildet. Dabei sind in der Längsrichtung 4 gesehen an jeder Seite des oben genannten Quadrates jeweils zwei Bauteilformschlusselemente 32 angeordnet, während in der Querrichtung 6 gesehen, an jeder Seite des oben genannten Quadrates jeweils nur ein Bauteilformschlusselement 32 angeordnet ist. Grundsätzlich reicht an jeder Seite ein einziges Bauteilformschlusselement 32 aus, um den gewünschten Formschluss in der Längs- und Querrichtung 4, 6 und damit eine Führung in der Höhenrichtung 8 zu erreichen. Die Anordnung von zwei Bauteilformschlusselementen 32 an einer Seite ist allerdings damit trotz des Hakens 24 am ersten Bausteinteil 10 eine stabile Führung zwischen den beiden Bausteinteilen 10, 12 erreicht werden kann.
-
An der Wand 28 des zweiten Bausteinteils 12 ist an jeder Seite des Quadrats mit zwei Bauteilformschlusselementen 32 ein Haken 34 ausgebildet, an dessen in der Höhenrichtung 8 gesehener Unterseite sich ein Führungskanal 36 anschließt. Wird das erste Bausteinteil 10 entgegen der Höhenrichtung 8 teleskopartig in den Innenraum 26 des zweiten Bausteinteils 12 geschoben, so werden dabei die Haken 24, 34 der jeweiligen Bausteinteile 10, 12 aufeinander zugerichtet. Ab einer bestimmten Eintauchtiefe des ersten Bausteinteils 10 in das zweite Bausteinteil 12 schnappen die Haken 24 des ersten Bausteinteils 10 über die Haken 34 des zweiten Bausteinteils 12 und bilden so eine formschlüssige Verbindung in der Höhenrichtung 8, so dass sich das erste Bausteinteil 10 nicht mehr aus dem Innenraum 26 des zweiten Bausteinteils herauslösen lässt. Um diese Formschlussverbindung in der Höhenrichtung 8 wieder lösen zu können besitzt das zweite Bausteinteil 12 an seinem Boden 30 an jeder Seite des Quadrats mit zwei Bauteilformschlusselementen 32 jeweils eine Zugangsöffnung 38, durch sich ein nicht weiter gezeigter Hebel schieben und der Haken 24 des ersten Bausteinteils 10 in beziehungsweise gegen die Querrichtung 6 anheben lässt. Dann lässt sich das erste Bausteinteil 10 in der Höhenrichtung 8 wieder aus dem Innenraum 26 des zweiten Bausteinteils lösen.
-
Auf dem Boden 30 des zweiten Bausteinteils 12 ist ferner eine Führungshülse 40 angeordnet. In diese Führungshülse 40 lässt sich ein Rückstellelement in Form einer Feder 42 einschieben, die als rückstellbarer Abstandshalter zwischen dem Deckel 17 des ersten Bausteinteils 10 und dem Boden 30 des zweiten Bausteinteils 12 dient. Die Länge der Feder 42 ist dabei so bemessen, dass wenn die Haken 24, 34 in der Höhenrichtung 8 aneinander anschlagen, die Feder 42 mit einer vorbestimmten Vorspannungskraft beaufschlagt ist. Wird der Deckel 17 mit einer Kraft entgegen der Höhenrichtung 8 beaufschlagt, so wird das erste Bausteinteil 10 weiter in den Innenraum 26 des zweiten Bausteinteils 12 gedrückt. Wird die Kraft gelöst, so bewegt die Feder 42 das erste Bausteinteil 10 wieder aus dem Innenraum 26 des zweiten Bausteinteils 12 heraus, bis die Haken 24, 34 wieder in der Höhenrichtung aneinander schlagen. Auf diese Weise lässt sich eine Dämpfungsfunktion erreichen, die durch Stapeln oder nebeneinander anordnen mehrerer der Klemmbausteine 2 beliebig skalierbar ist, weil eine Parallelanordnung der Klemmbausteine 2 Gesamtfederkonstante steigert und eine Reihenanordnung der Klemmbausteine 2 die Gesamtfederkonstante reduziert.
-
Die Führungshülse 40 kann grundsätzlich lose zwischen Deckel 17 des ersten Bausteinteils 10 und Boden 30 des zweiten Bausteinteils 12 angeordnet sein. Allerdings ist sie bevorzugt entweder am Deckel 17 des ersten Bausteinteils 10 oder Boden 30 des zweiten Bausteinteils 12 befestigt. In der vorliegenden Ausführung ist die Führungshülse 40 am Boden 30 des zweiten Bausteinteils 12 befestigt und besitzt ferner schulterförmige Hakenformschlusselemente 44, die auf die Haken 34 des zweiten Bausteinteils 12 zu gerichtet sind. Auf diese Weise lässt sich zwischen jedem Haken 34 des zweiten Bausteinteils 12 und dem entsprechenden Hakenformschlusselement 44 ein Bewegungsraum für die Haken 24 des ersten Bausteinteils definieren, um beispielsweise eine Überdehnung zu vermeiden.
-
Zum Zusammenbau des Klemmbausteins 2, so wie er in den 1 und 2 gezeigt ist, wird zunächst die Feder 42 in die Führungshülse 40 auf dem Boden 30 des zweiten Bausteinteils 12 eingeschoben. Anschließend wird das erste Bausteinteil 10 mit seinen Haken 24 voran und ausgerichtet auf die Haken 34 des zweiten Bausteinteils 12 in den Innenraum 26 des zweiten Bausteinteils 12 eingeschoben, bis die Haken 24, 34 ineinander verrasten. Danach kann der Klemmbaustein 2 beispielsweise als Dämpfungselement in einem übergeordneten Klemmbausteinmodell verwendet werden.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
