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Die Erfindung betrifft einen Polyederbaustein sowie einen Bausteinsatz.
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Polyederbausteine, bzw. Bausteinsätze mit Polyederbausteinen sind in unterschiedlichen Ausführungsformen aus dem Stand der Technik bekannt. Diese können beispielsweise benutzt werden, um Konstruktions-, Spiel-, Modellbau- und Demonstrationszwecke Verwendung zu finden. Hierbei sind dreidimensionale Konturen durch die einzelnen Polyederbausteine ausbildbar, wobei die Bausteine voneinander lösbar ausgestaltet sind.
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Aus dem Stand der Technik sind Polyederbausteine und Bausteinsätze mit derartigen Polyederbausteinen bekannt, bei denen die einzelnen Polyederbausteine zum Miteinanderverbinden Aussparungen und Zapfen umfassen, mit denen zwei Polyederbausteine miteinander fügbar sind.
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Darüber hinaus ist aus
DE 20 2013 100 234 U1 ein Bauteilsatz bekannt, bei dem an den einzelnen Polyederbausteinen mehrere Magnete angeordnet sind, durch die zwei Polyederbausteine miteinander eingeschränkt miteinander koppelbar sind.
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Eine Aufgabe eines Ausführungsbeispiels der Erfindung ist, einen Polyederbaustein sowie einen Bausteinsatz mit derartigen Polyederbausteinen vorzuschlagen, bei dem die Koppelbarkeit zweier Polyederkörper vereinfacht ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Polyederbaustein mit einem Polyederkörper, der mindestens eine als Kontaktfläche ausgebildete ebene Oberfläche umfasst, die ein regelmäßiges Flächenpolygon umfasst, und mit mindestens einer Festlegeeinheit, die an mindestens einer der mindestens einen Kontaktfläche des Polyederkörpers zwei Magnete umfasst, welche auf einer Mittellinie der Kontaktfläche angeordnet sind, welche bezüglich ihrer Polung einander entgegengesetzt ausgerichtet sind und welche zueinander beabstandet in jeweils einer Aufnahme in der Kontaktfläche und/oder im Polyederkörper angeordnet und festgelegt sind.
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Dadurch, dass der Polyederbaustein einen Polyederkörper umfasst, der an einer Kontaktfläche eine Festlegeeinheit mit zwei Magneten umfasst, die auf einer Mittellinie der Kontaktfläche angeordnet sind und bezüglich ihrer Polung einander entgegengesetzt ausgerichtet sind, ist ein Koppeln mehrere Polyederkörper miteinander vereinfacht.
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Dadurch, dass die Festlegeeinheit zwei Magnete umfasst, kann die Kontaktfläche im Wesentlichen eben ausgebildet sein und die Festlegeeinheit, insbesondere die Magnete, vor einer Beschädigung geschützt sein. Dieses erweist sich beispielsweise im Vergleich zu Polyederkörpern als vorteilhaft, die aus Vorsprüngen und Zapfen bestehen, die, je nach Material des Polyederkörpers, beschädigt oder abgebrochen werden können.
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Die Aufnahmen und die Magnete sind zueinander beabstandet. Solchenfalls kann jeweils eine Aufnahme an einer einem Ende zugewandten Seite der Oberfläche angeordnet sein und die weitere Aufnahme auf der dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende angeordnet sein. Hierdurch ist das Fügen mehrerer Polyederkörper über magnetische Anziehung verbessert.
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Die Magnete können jegliche Art von Permanentmagneten umfassen, beispielsweise Stabmagnete oder Dergleichen.
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Bezüglich ihrer Ausrichtung können die zwei Magnete beliebig in den Aufnahmen angeordnet sein, sofern sie der Voraussetzung entsprechen, dass sie bezüglich ihrer Polung einander entgegengesetzt ausgerichtet sind.
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Bei einer Ausführungsform des Polyederbausteins erweist es sich als vorteilhaft, wenn ein erster Magnet mit seinem magnetischen Nordpol der Kontaktfläche zugewandt und mit seinem magnetischen Südpol der Kontaktfläche abgewandt in einer ersten Aussparung angeordnet festgelegt ist und wenn ein zweiter Magnet mit seinem magnetischen Südpol der Kontaktfläche zugewandt und mit seinem magnetischen Nordpol der Kontaktfläche abgewandt in einer zweiten Aussparung angeordnet festgelegt ist.
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Dadurch, dass der erste Magnet mit seinem magnetischen Nordpol der Kontaktfläche zugewandt ist und mit seinem magnetischen Südpol der Kontaktfläche abgewandt ist, besteht im Bereich des ersten Magnets ausschließlich eine Anziehung quer zur Oberfläche der Kontaktfläche für einen magnetischen Südpol. Umgekehrt verhält es sich beim zweiten Magnet, der mit seinem magnetischen Südpol eine magnetische Anziehung für einen magnetischen Nordpol bietet.
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Durch diese Anordnung ist das Kontaktieren von weiteren Polyederkörpern vereinfacht.
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Darüber hinaus erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Polyederkörper in zumindest entlang einer Umfangsrichtung regelmäßige Flächenpolygone umfassende Kontaktflächen aufweist, die kongruent zueinander ausgebildet sind und an denen jeweils ein weiterer Polyederbaustein mit, insbesondere kongruent ausgebildeter, Kontaktfläche und Festlegeeinheit anordenbar ist.
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Dadurch, dass der Polyederkörper zumindest entlang einer Umfangsrichtung regelmäßige Flächenpolygone umfassende Kontaktflächen aufweist, die kongruent zueinander ausgebildet sind, kann an jeder dieser Kontaktflächen ein weiterer Polyederbaustein mit kongruent ausgebildeten Kontaktflächen angeordnet werden. Solchenfalls sind durch die Kontaktflächen mehrere geometrisch gleiche Aufnahmeflächen für weitere Polyederbausteine gebildet. Hierdurch ist die Koppelbarkeit und die Anordenbarkeit weiterer Polyederbausteine vereinfacht.
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Es werden Ausführungsformen von Polyederbausteinen bevorzugt, bei denen der Polyederkörper ein magnetisch und elektrisch isolierendes Material wie, Holz, Keramik oder Kunststoff umfasst, insbesondere ein Kunststoffspritzgussteil, oder ein nicht magnetisches Metall, wie Aluminium, umfasst. Ebenso sind auch nicht-magnetische Metall-Legierungen, wie z.B. Aluminium-Legierungen, möglich.
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Dadurch, dass der Polyederkörper ein magnetisch und elektrisch isolierendes Material umfasst, kann gewährleistet werden, dass ausschließlich in den Bereichen des ersten Magnets und des zweiten Magnets eine magnetische Kopplung mit einem weiteren Polyederkörper stattfinden kann. Hierdurch ist ein vorgegebenes, ausgerichtetes Anordnen weiterer Polyederkörper an der Kontaktfläche gewährleistet.
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Um die mindestens zwei Magnete verliersicher im Polyederkörper anzuordnen, ist bei einem Ausführungsbeispiel des Polyederbausteins vorgesehen, dass mindestens einer der mindestens zwei Magnete der Festlegeeinheit in der jeweiligen Aufnahme in Gänze durch Material des Polyederkörpers umschlossen ist, insbesondere, dass der Polyederkörper ein Ein- oder Mehrkomponenten Kunststoffspritzgussteil umfasst.
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Wenn der Polyederkörper einen Ein- oder Mehrkomponenten-Kunststoffspritzgussteil umfasst, können die mindestens zwei Magnete der Festlegeeinheit im Zuge des Herstellungsprozesses des Polyederbausteins innerhalb des Polyederkörpers angeordnet sein und in Gänze durch Material des Polyederkörpers umschlossen sein. Solchenfalls sind die mindestens zwei Magnete unlösbar im Kunststoffspritzgussteil vergossen.
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Darüber hinaus kann alternativ oder ergänzend zu vorgenannter Ausführungsform vorgesehen sein, dass mindestens eine der mindestens zwei Aufnahmen, insbesondere die erste Aufnahme und/oder die zweite Aufnahme, eine Ausnehmung im Polyederkörper umfasst, über die Aufnahme in der Kontaktfläche von außen aus zugänglich ist, die einen Querschnitt umfasst, der korrespondierend, insbesondere komplementär zum Querschnitt des jeweiligen Magneten, insbesondere des ersten Magneten bzw. des zweiten Magneten, ausgebildet ist, und die eine Tiefe umfasst durch die der jeweilige Magnet mit der Kontaktfläche bündig abschließend oder durch eine Stufe zur Kontaktfläche in Richtung Polyederkörper versetzt angeordnet ist.
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Solchenfalls kann mindestens einer der mindestens zwei Magnete über die Ausnehmung im Polyederkörper von außen aus eingesteckt und festgelegt werden. Dadurch, dass die Ausnehmung eine Tiefe in Richtung Polyederkörper umfasst, dass der mindestens eine Magnet, der darin angeordnet ist, mit der Kontaktfläche bündig abschließt oder durch eine Stufe zur Kontaktfläche in Richtung Polyederkörper versetzt angeordnet ist, steht der Magnet beim Anordnen in der Aufnahme nicht über die Kontaktfläche über, wodurch ein flächenhaftes Anliegen zweier Polyederbausteine an den Kontaktflächen miteinander gewährleistet ist.
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Mindestens einer der mindestens zwei Magnete kann in der Aufnahme lösbar oder unlösbar angeordnet sein. Wenn der mindestens eine der mindestens zwei Magnete lösbar in der Aufnahme anordenbar ist, kann er beispielsweise in die Aufnahme eingesteckt sein und dort reib- oder kraftschlüssig angeordnet sein.
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Wenn der Magnet unlösbar in der Aufnahme angeordnet ist, kann er dort verklebt oder durch Polyederkörper-Material umspritzt, festgelegt sein.
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Wenn mindestens einer der mindestens zwei Magnete derart in der als Ausnehmung ausgebildeten Aufnahme angeordnet ist, dass er durch eine Stufe zur Kontaktfläche in Richtung Polyederkörper versetzt angeordnet ist, kann der Polyederbaustein ein stopfenartiges Deckelelement umfassen, das quer zur Kontaktfläche betrachtet, eine Höhe umfasst, die der Höhe der Stufe zwischen Kontaktfläche und oberem Ende des Magneten umfasst. Hierdurch kann die Kontaktfläche bündig fortgesetzt werden, wodurch ein optisch ansprechendes Äußeres erzielbar ist.
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Der Polyederkörper kann einen archimedischen Körper, einen platonischen Körper, ein Prisma, ein Antiprisma oder einen Johnson-Körper umfassen.
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Bei Ausführungsformen des Polyederbausteins ist vorgesehen, dass der Polyederkörper im Querschnitt ein gleichseitiges ebenes Vieleck, insbesondere ein Dreieck oder Viereck, umfasst, dessen Außenkanten schräg oder quer zur Ebene des Polyederkörpers verlaufen und die die Kontaktflächen bilden.
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Bei einer Weiterbildung letztgenannter Ausführungsform erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Polyederkörper einen regelmäßigen Oktaeder oder Oktaederstumpf, einen regelmäßigen Ikosaeder oder Ikosaederstumpf, einen regelmäßigen Trigondodekaeder, einen regelmäßigen Tetraederstumpf, einen regelmäßigen Kuboktaeder, einen regelmäßigen Pentagondodekaeder, einen regelmäßige Ikosidodekaeder, einen Rhombenikosidodekaeder, einen Rhombenkuboktaeder, einen schiefen Dekaeder, einen abgeschrägten Dodekaeder; ein gerades Prisma mit quadratischen Seitenflächen und mit zwei Grundflächen aus jeweils einem regelmäßigen Trigon, ein regelmäßiges Pentagon, ein regelmäßiges Hexagon, ein regelmäßiges Heptagon, ein regelmäßiges Oktagon, ein regelmäßige Nonagon, ein regelmäßige Dekagon, eine regelmäßige Pyramide mit Seitenflächen aus jeweils einem regelmäßigen Trigon und einer Grundfläche aus einem Quadrat oder ein regelmäßiges Pentagon umfasst.
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Um zwei Polyederkörper, die über ihre jeweiligen Kontaktflächen einander angeordnet sind, gegen ein Bewegen quer zur Fügerichtung, also in eine parallel zur einem Flächenvektor der Kontaktfläche verlaufenden Richtung, zu halten, erweist es sich als vorteilhaft, wenn mindestens eine der mindestens einen Kontaktfläche eine erhöhte Oberflächenrauigkeit oder eine die Oberflächenrauigkeit erhöhende Beschichtung umfasst.
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Die erhöhte Oberflächenrauigkeit kann über ein Anrauen der Oberfläche des Polyederkörpers erfolgen oder durch das Auftragen oder Aufkleben einer die Oberflächenrauigkeit erhöhenden Beschichtung, insbesondere eine Lackierung oder eine Folie.
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Schließlich wird die Aufgabe gelöst durch einen Bausteinsatz mit mindestens zwei Polyederbausteinen mit mindestens einem der zuvor genannten Merkmale, die jeweils einen Polyederkörper umfassen, der mindestens eine als Kontaktfläche ausgebildete ebene Oberfläche umfasst, die ein regelmäßiges Flächenpolygon umfasst, und der mindestens einer Festlegeeinheit, die an mindestens einer der mindestens einen Kontaktfläche des Polyederkörpers zwei Magnete umfasst, welche auf einer Mittellinie der Kontaktfläche angeordnet sind, welche bezüglich ihrer Polung einander entgegengesetzt ausgerichtet sind und welche zueinander beabstandet in jeweils einer Aufnahme in der Kontaktfläche und/oder im Polyederkörper angeordnet und festgelegt sind, wobei die mindestens zwei Polyederkörper mit kongruenten Außenflächen aneinander anordenbar und durch die jeweilige Festlegeeinheit aneinander festlegbar sind.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen, aus der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform des Polyederbausteins sowie des Bausteinsatzes.
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In der Zeichnung zeigt:
- 1 Eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines Polyederbausteins;
- 2 Eine explosionsartige Schnittansicht entlang einer Kontaktfläche eines Polyederbausteins gemäß 1;
- 3 Eine schematische Draufsicht auf einen Bausteinsatz mit zwei Polyederbausteinen gemäß 1.
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Die 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 versehenen Polyederbausteins. Der Polyederbaustein 2 umfasst einen Polyederkörper 4, der mindestens eine als Kontaktfläche 6 ausgebildete ebene Oberfläche umfasst, die ein regelmäßiges Flächenpolygon umfasst. Darüber hinaus umfasst der Polyederbaustein 2 eine Festlegeeinheit 8, die bei dem in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel an jeder der dort ersichtlichen Kontaktflächen 6 zwei Magnete 10 umfasst. Die zwei Magnete 10 sind auf einer Mittellinie der jeweiligen Kontaktfläche 6 angeordnet, bezüglich ihrer Polung einander entgegengesetzt ausgerichtet und zueinander beabstandet in jeweils einer Aufnahme 12 in der Kontaktfläche 6 und im Polyederkörper 4 angeordnet und festgelegt.
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Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen ist ein erster Magnet 14 mit seinem magnetischen Nordpol der Kontaktfläche 6 zugewandt und mit seinem magnetischen Südpol der Kontaktfläche 6 abgewandt in der Aufnahme 12 angeordnet. Die Aufnahme 12 ist durch eine Ausnehmung 18 im Polyederkörper 4 ausgebildet, die einen Querschnitt umfasst, der korrespondierend, insbesondere komplementär, zum Querschnitt des jeweiligen Magneten 10 ausgebildet ist und die jeweils eine Tiefe umfasst, durch die der jeweilige Magnet 10, mit der Kontaktfläche 6 bündig abschließend, in der Ausnehmung 18 angeordnet ist.
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Darüber hinaus umfasst einer der mindestens zwei Magnete 10 einen zweiten Magnet 16, der mit seinem magnetischen Südpol der Kontaktfläche 6 zugewandt ist und mit seinem magnetischen Nordpol der Kontaktfläche 6 abgewandt ist.
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Bei dem in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst der Polyederkörper 4 im Querschnitt ein gleichseitiges Dreieck.
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3 zeigt einen insgesamt mit dem Bezugszeichen 20 versehenen Bausteinsatz mit zwei Polyederbausteinen 2 gemäß dem Ausführungsbeispiel gemäß 1.
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Die beiden Polyederbausteine 2 umfassen jeweils einen Polyederkörper 4, wobei die Kontaktflächen 6 kongruent zueinander ausgebildet sind.
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Gemäß Ausführungsbeispiel gemäß 3 wird ersichtlich, dass die jeweiligen Polyederkörper 4 mit all ihren Kontaktflächen 6 an einer beliebigen Kontaktfläche 6 des weiteren Polyederkörpers 4 anordenbar sind.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie in der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung, können sowohl einzeln, als auch in jeder beliebigen Kombination bei der Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Polyederbaustein
- 4
- Polyederkörper
- 6
- Kontaktfläche
- 8
- Festlegeeinheit
- 10
- Magnet
- 12
- Aufnahme
- 14
- erster Magnet
- 16
- zweiter Magnet
- 18
- Ausnehmung
- 20
- Bausteinsatz
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202013100234 U1 [0004]
