DE10209463B4

DE10209463B4 - Material-neutral modular construction system for creating three-dimensional structures using a reversible plug connection for different areas of application

Info

Publication number: DE10209463B4
Application number: DE2002109463
Authority: DE
Inventors: Christoph Schmidt
Original assignee: Schmidt Christoph Dipl-Betriebsw
Current assignee: Schmidt Christoph Dipl-Betriebsw
Priority date: 2002-03-05
Filing date: 2002-03-05
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2022-03-06
Also published as: DE10209463A1

Abstract

Konstruktionssystem zur Erstellung dreidimensionaler Gebilde, enthaltend
– Bauelemente, welche jeweils mindestens eine Durchbohrung aufweisen, die sich zwischen horizontalen Oberflächen und parallel zu vertikalen Oberflächen der Bauelemente erstreckt, und
– Verbindungselemente, welche derart stufenförmig ausgebildet sind, dass sie in die Durchbohrung der Bauelemente auf zwei verschiedene Arten einsetzbar sind, wobei
– in einer ersten Einsetzungsart das in die Durchbohrung eingesetzte Verbindungselement teilweise aus dem Bauelement herausragt und solchermaßen mit einem benachbarten Bauelement verbindbar ist, und
– in einer zweiten Einsetzungsart das Verbindungselement vollständig in die Durchbohrung eingesetzt ist und die Durchbohrung an den horizontalen Oberlfächen plan abschließt, wobei
– das Verbindungselement beidseits der Stufe verschiedene Aussendurchmesser aufweist und die Durchbohrung den Aussendurchmessern entsprechende verschiedene Innendurchmesser aufweist.Construction system for creating three-dimensional structures, containing
- Components, which each have at least one through hole, which extends between horizontal surfaces and parallel to vertical surfaces of the components, and
- Connection elements, which are designed in a stepped manner that they can be used in the through-hole of the components in two different ways, wherein
- In a first type of use, the connecting element inserted into the through hole partially protrudes from the component and can thus be connected to an adjacent component, and
- In a second mode of use, the connecting element is completely inserted into the through-hole and the through-hole on the horizontal surface finishes flat, whereby
- The connecting element has different outside diameters on both sides of the step and the through-hole has different inside diameters corresponding to the outside diameters.

Description

Die Erfindung betrifft ein System entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Das technische Gebiet, dem die Erfindung zuzuordnen ist, ist ganz allgemein das der modularen Konstruktionssysteme und hängt in der Ausprägung von der Anwendung des Systems ab. Es kann entsprechend der Anwendung der spielzeug-, möbel-, hausbau- und anderen konstruktionstechnischen Gebieten zugeordnet werden.The invention relates to a system according to the preamble of claim 1. The technical field, to which the invention can be assigned, is generally that of the modular Construction systems and hangs in the expression depending on the application of the system. It can be according to the application the toy, furniture, assigned to construction and other construction engineering areas become.

Es ist bekannt, einzelne Bauelemente so zu verbinden, daß durch die Vielzahl von Verbindungen neue, 3dimensionale Konstruktionen entstehen. Dabei stößt der Annwender auf das Problem, daß

1. die Verbindung zwar stabil, aber zerstörungsfrei irreversibel ist (zB Klebstoff, Zement)
2. die Verbindung instabil ist (zB einfaches Aufeinanderschichten von Elementen, Bauklötze))
3. die Verbindung zeitraubend und technisch aufwendig ist (zB Schraubverbindungen)
4. die Verbindungselemente (Stecker) und die Bauelemente unlösbar miteinander verbunden sind und so i.d.R. sog. männliche vorkragende und weibliche aussparende Merkmale auf dem Bauelement zu finden sind mit dem Nachteil, daß daß eigentliche Bauelment dadurch keine erhebungsfreie Oberfläche hat (zB LEGO), die den Einsatz auch an anderen Stellen als innerhalb des Systems erlaubt

It is known to connect individual components in such a way that the large number of connections results in new, three-dimensional constructions. The user encounters the problem that

1. the connection is stable, but irreversible without being destroyed (eg adhesive, cement)
2. the connection is unstable (e.g. simply stacking elements, building blocks)
3. the connection is time-consuming and technically complex (eg screw connections)
4. the connecting elements (plugs) and the components are inseparably connected to each other and so usually so-called male cantilever and female recessing features can be found on the component with the disadvantage that the actual component does not have an elevation-free surface (for example LEGO) which allows use in other places than within the system

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Konstruktionssystem mittels einer sehr einfachen jederzeit reversiblen Steckverbindung mit hoher Stabilität zu schaffen, das die oben genannten Nachteile überwindet.The object of the invention is a Construction system using a very simple reversible at any time High stability connector to create the above overcomes disadvantages mentioned.

Die Aufgabe wird durch das System mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.The task is done by the system solved with the features of claim 1.

Wer, egal in welcher der denkbaren Anwendungen des Systems, mit modularen Konstruktionssystemen arbeitet, sieht sich damit konfrontiert, daß die Konstruktion umso schwieriger wird, je komplexer die Bauelemente sind. Das System mit den Merkmalen aus Anspruch 1 bietet dem Konstrukteur den Vorteil, daß jedes Element auf ein Standardelement zurückzuführen ist. Daneben trägt das System zur Vereinfachung im Konstruktionsprozeß bei, weil auch die Verbindungsselemente immer identisch bleiben. Zudem sind keine Werkzeuge oder Verbrauchsmaterialien notwendig. Durch die grundsätzlich – und nur von Aussparungen durchbrochenen – glatten Oberfläche der Bauelemente lassen sich diese auch zu anderen Zwecken innerhalb wie außerhalb der Konstruktion universell verwenden.Who, no matter in which of the conceivable Applications of the system, working with modular construction systems, is faced with the fact that the construction is all the more difficult becomes, the more complex the components are. The system with the characteristics from claim 1 offers the designer the advantage that each Element is due to a standard element. The system also carries to simplify the construction process because the connecting elements always remain identical. In addition, there are no tools or consumables necessary. By basically - and only perforated by cutouts - smooth surface of the Components can also be used for other purposes within like outside use the construction universally.

Herkömmliche Steck- oder sonstige Verbindungen sind in aluler Regel durch aufwendige Herstellungstechniken gekennzeichnet (Fräsen, komplizierte Gußformen). Das System mit den Merkmalen des Anspruchs 1 löst dieses Problem durch die Reduzierung auf einfache Bohrungen bzw Drehteile (im Fall der Ausführung der Steckverbindungen in Zylinderform).Conventional plug-in or other Connections are usually due to complex manufacturing techniques marked (milling, complicated molds). The system with the features of claim 1 solves this problem by Reduction to simple bores or turned parts (if the Cylindrical connectors).

Sofern es sich nicht um Sonderformen handelt (s. Anspruch 2), sind sämtliche Bauelemente dank der Merkmale lt. Anspruch 6 so lagerbar, daß zwischen den einzelnen Elementen keine Hohlräume entstehen. Die Elemente können so sehr platzsparend verpackt und gelagert werden. Das gleiche gilt für die Verbindungselemente, die für den Zweck der Verpackung/Lagerung einfach in die Aussparungen der Bauelemente versenkt werden können und so keinen zusätzlichen Platz beanspruchen. Der Platzbedarf des verpackten Systems entspricht also genau der Summe der Rauminhalte der einzelnen verpackten Bauelemente, ohne daß die Verbindungselemente zusätzlichen Platzes bedurften.Unless it is special shapes acts (see claim 2), are all Components thanks to the features according to claim 6 so storable that between there are no voids in the individual elements. The Elements can can be packed and stored very space-saving. The same goes for the fasteners, the for the purpose of packaging / storage simply in the recesses of the Components can be sunk and so no additional Take up space. The space requirement of the packaged system corresponds ie exactly the sum of the volume of the individual packaged components, without the Fasteners additional Space needed.

Das System bietet den weiteren Vorteil, daß das Gewicht der Bauelemente durch die Aussparung wesentlich niedriger ist als das gleiche Bauelement in Massivausführung. Die genaue Gewichtsersparnis richtet sich nach Form und Größe der Aussparung. Durch die – von der gewünschten Konstruktionsfestigkeit und Größe des Bauelements abhängende – Wahl der Anzahl der Verbindungselemente je Bauelement entscheidet der Konstrukteur darüber, wie schwer seine Konstruktion wird.The system offers the further advantage that this Weight of the components is significantly lower due to the recess is the same solid construction component. The exact weight savings aimed the shape and size of the recess. By the - of the desired one Structural strength and size of the component dependent - choice of The designer decides the number of connecting elements per component about that, how heavy its construction will be.

Beim Einsatz des Systems als Kinderspielzeug dient die Erfindung dem spielerischen Herangehen an bautechnische und statische Fragestellungen, die dank der Steckverbindung wesentlich praxisnäher sind als die instabile Verbindung lediglich aufeinandergeschichteter Bauklötze.When using the system as a children's toy the invention serves the playful approach to structural and static issues that are essential thanks to the connector more practical are simply more layered than the unstable connection Building blocks.

Beim Einsatz etwa im Möbelbau bietet das System den Vorteil, jederzeit erweiterbar zu sein, und zwar ohne Werkzeug oder Zerstörungen an der KonstruktionWhen used in furniture construction, for example the system has the advantage of being expandable at any time without tools or destruction on the construction

Die Erfindung vereint die folgenden Vorteile:

1. reversible stabile Verbindung von Bauelementen
2. Bauelemente bleiben für andere Zwecke nutzbar und sind so sehr flexibel einzusetzen
3. keine Werkzeuge und Hilfsmittel notwendig
4. sehr einfacher modularer Aufbau
5. flexible Wahl des Festigkeitsgrades durch Auswahl der Menge von Verbindungselementen je Bauelement
6. duale Funktion der Verbindungselemente als Verbinder bzw Füllmaterial der Bauelemente je nach der Seite, mit der Verbindungselemente eingesetzt werden.
7. geringer Platzbedarf bei der Lagerung und Transport, vergleichbar niedriges Gewicht

The invention combines the following advantages:

1. reversible stable connection of components
2. Components remain usable for other purposes and are very flexible to use
3. No tools and aids necessary
4. very simple modular structure
5. flexible choice of strength by selecting the amount of fasteners per component
6. Dual function of the connecting elements as a connector or filling material of the components depending on the side with which the connecting elements are used.
7. low space requirement for storage and transport, comparatively low weight

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigenAn embodiment is shown in the drawing. Show it

1: Bauteil
Ausführung des Bauteils als Quader hier mit zwei Aussparungen in zylindrischem Profil. Die Bohrung erhält genau auf halber Höhe (1/2 y) eine Veränderung des Durchmessers (Vgl. Anspruch 3). Die Länge ist genau ein Vielfaches (hier 2faches) der Breite x (VI. Anspruch 6). Das Zentrum Z jeder Bohrung befindet sich jeweils im Mittelpunkt des gedachten Quadrats aus x mat x. 1 : Component
Execution of the component as a cuboid here with two recesses in a cylindrical profile. The bore receives a change in diameter exactly halfway up (1/2 y) (see claim 3). The length is exactly a multiple (here 2 times) the width x (VI. Claim 6). The center Z of each hole is in the center of the imaginary square made of x mat x.

2: Stecker (Verbindungselement)
Der Durchmesser des oberen und unteren Teils ist so bemessen, daß ein Einführen in die Bohrung im Bauteil ohne Werkzeug in beiden Richtungen (dickes oder dünnes Profil zuerst) möglich ist. Dabei ist je nach Werkstoff für die Wärmeausdehnung entsprechender Zuschlag zu geben. Wird der Stecker mit dem dünnen Profil zuerst von oben in das Bauteil eingeführt B, so ragt wie in 2 : Connector (connecting element)
The diameter of the upper and lower part is dimensioned so that it can be inserted into the hole in the component without tools in both directions (thick or thin profile first). Depending on the material, a corresponding surcharge must be given for thermal expansion. If the connector with the thin profile is first inserted into the component B from above, it protrudes as in

3.1 der dicke Teil des Steckers nach oben heraus und kann von der Bohrung eines darauf gesetzten weiteren Bauteils A aufgenommen werden, und so fort bis zur Konstruktion ganzer Wände, Kuben etc. 3.1 the thick part of the plug is removed upwards and can be received by the bore of another component A placed on it, and so on until the construction of entire walls, cubes etc.

3.2 zeigt, wie das Bauteil in der Bohrung verschwindet, wenn es anders herum eingesetzt wird (für den Transport der Stecker bzw. für das plane Abschließen der Bohrungen (Vgl. Anspruch 1). 3.2 shows how the component disappears in the hole when it is used the other way round (for the transport of the connector or for the flat sealing of the holes (see claim 1).

Claims

Construction system for creating three-dimensional Structure containing - components, which each have at least one through hole, which between horizontal surfaces and extends parallel to vertical surfaces of the components, and - fasteners, which are so stepped are that they penetrate the components in two different ways Types can be used, whereby - in a first type of deployment the connecting element inserted into the through hole partially protrudes from the component and thus with an adjacent one Component is connectable, and - in a second mode of deployment the connecting element completely is inserted in the through hole and the through hole on the horizontal Oberlfächen plan completes, in which - the Connecting element on both sides of the step different outside diameters has and the through hole corresponding to the outer diameters has different inner diameters.

Construction system according to claim 1, characterized in that - the Drill through one beginning on a first horizontal surface first piercing section of relatively large cross section and a at a second horizontal surface beginning second bore section has a relatively small cross-section, the first and second through-bore sections adjoin one another within the component, and - the connecting elements one each congruent with the first throughbore section first connecting element section and one with the second through-hole section have congruent second connecting element section and the connecting element sections are separated by a step.

Construction system according to claim 2, characterized in that - the Components and the connecting elements also designed in this way are that in the first mode of insertion a connector section of the connecting element from the side of the corresponding congruent Pierced section is inserted into the through hole, so that the corresponding other connecting element section from the component protrudes.

Construction system according to claim 2 or 3, characterized characterized that - the Components and the connecting elements also designed in this way are that in the second mode of deployment, the second connector portion of the side of the first pierced section to the fully inserted one End position is inserted into the through hole.

Construction system according to one of claims 2 to 4, characterized in that - The first and second perforated sections and the first and second connector sections each substantially have the same length.

Construction system according to one of claims 2 to 5, characterized in that - the perforated sections and the connecting element sections each have circular cross sections.

Construction system according to one of the preceding Expectations, characterized in that - at least some of the components is shaped to be along a line parallel to the horizontal surfaces Cutting plane a constant square cross section and accurate have a perforation.

Construction system according to one of claims 1 to 6, characterized in that - at least some of the components are shaped so that they have a constant rectangular cross section along a section plane parallel to the horizontal surfaces, in which the length is an integer multiple of the width, and a number of through holes corresponding to the integer multiple.

Construction system according to one of the preceding Expectations, characterized in that - The components and / or the connecting elements are made of plastic, wood or metal are.

Use of the construction system according to one of the previous claims as a (children's) toy system.

Use of the construction system according to one of the Expectations 1 to 9 for furniture making.