DE1239876B - Modellbaukasten - Google Patents

Modellbaukasten

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DE1239876B
DE1239876B DE1963S0085456 DES0085456A DE1239876B DE 1239876 B DE1239876 B DE 1239876B DE 1963S0085456 DE1963S0085456 DE 1963S0085456 DE S0085456 A DES0085456 A DE S0085456A DE 1239876 B DE1239876 B DE 1239876B
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Harold L Sangster
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HAROLD L SANGSTER
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HAROLD L SANGSTER
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    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B25/00Models for purposes not provided for in G09B23/00, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B1/00Manually or mechanically operated educational appliances using elements forming, or bearing, symbols, signs, pictures, or the like which are arranged or adapted to be arranged in one or more particular ways
    • G09B1/32Manually or mechanically operated educational appliances using elements forming, or bearing, symbols, signs, pictures, or the like which are arranged or adapted to be arranged in one or more particular ways comprising elements to be used without a special support
    • G09B1/38Manually or mechanically operated educational appliances using elements forming, or bearing, symbols, signs, pictures, or the like which are arranged or adapted to be arranged in one or more particular ways comprising elements to be used without a special support the elements being connectible magnetically

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Description

  • Modellbaukasten Die Erfindung bezieht sich auf einen Modellbaukasten zur Darstellung von .Strukturmodellen mit zusammensetzbaren Modellelementen.
  • Es sind bereits Modellbaukästen bekannt, die mechanisch zusammensetzbare Modellelemente aufweisen. Bekannte Modellelemente haben die Form einer Kugel, und diese Kugeln sind mit Einstecköffnungen versehen, und die Modellbaukästen weisen Montagestäbe auf, die in die Einstecköffnungen der Kugeln eingesetzt werden können, so daß Kugeln mittels dieser Montagestäbe zu Strukturmodellen zusammengesetzt werden können. Ein derartiger Modellbaukasten weist den Nachteil auf, daß die Anzahl der darstellbaren Strukturmodelle durch die Anordnung der Einstecköffnungen außerordentlich beschränkt ist.
  • Es ist auch bereits bekannt, zur Darstellung von Verkehrssituationen auf metallischen Vorführtafeln mit einem Magnet versehene Verkehrsteilnehmerfiguren zu verwenden. Mit einem derartigen Verkehrsmodellsatz können jedoch Strukturmodelle nicht dargestellt werden.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Modellbaukasten zu schaffen, dessen Modellelemente derart ausgebildet sind, daß beim Aufbau von Strukturmodellen praktisch keine Beschränkungen mehr vorhanden sind. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Modellelemente permanent magnetische Körper sind, bei denen sich der die Oberfläche durchsetzende magnetische Fluß auf einen möglichst großen Teil der Oberfläche verteilt. Hierdurch wird erreicht, daß die Stellen, an denen eine gute Haftung von Modellelementen aneinander erzielt wird, nicht mehr diskret auf der Oberfläche verteilt sind, sondern möglichst gleichförmig, so daß beliebige Orientierungen von Strukturmodellen dargestellt werden können. Es kann vorteilhaft sein, daß die Modellelemente in einem parallelen Magnetfeld permanent magnetisierte Stahlkugeln sind. Weiterhin können in vorteilhafter Weise die Modellelemente Kugeln sein, die zwei Halbkugeln aus magnetisch weichem Material aufweisen, und diese Halbkugeln sind dann durch einen Äquatorspalt voneinander getrennt und mittels eines senkrecht zum Äquatorspalt angeordneten Stabmagnets verbunden, der sich durch die Halbkugel bis zur Kugeloberfläche hin erstreckt. In zweckmäßiger Weise kann hierbei der Äquatorspalt durch ein unmagnetisches Material ausgefüllt sein.
  • Es kann auch zweckmäßig sein, daß die Modellelemente Kugeln aus einem Material mit geringer Permeabilität sind, in das in symmetrischer Weise Stabmagnete derart eingebettet sind, daß deren Nordpole in einer Kugelhälfte liegen.
  • Die Modellelemente können aber auch in vorteilhafter Weise Kugeln sein, die aus zwei halbkugelschalenförmigen Polstücken bestehen, die durch einen Spalt voneinander getrennt sind und die durch einen senkrecht zum Spalt angeordneten Stabmagnet miteinander verbunden sind. Hierbei: kann ebenfalls wieder der Spalt ausgefüllt sein.
  • Die Modellelemente können zur Darstellung oktaedrischer Strukturen auch aus zwei: halboktaedrischen Polstücken bestehen, die durch einen Spalt voneinander getrennt sind und die durch einen senkrecht zum Spalt angeordneten Stabmagnet miteinander verbunden sind. Auch hierbei kann wieder der Spalt durch ein unmagnetisches Material gefüllt sein.
  • Zur Darstellung von Kugelpackungsmodellen können auch polyetrische magnetische Modellelemente verwendet werden, und vorteilhafterweise kann ein derartiges Modellelement einen dreieckförmigen Träger aufweisen, auf den eine permanentmagnetische Schicht aufgebracht ist, und an jeder Dreieckseite kann ein permanent magnetisierter Flansch angelenkt sein.
  • Die Erfindung soll unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigt F i g.1 eine Ausführungsform eines als Kugel ausgebildeten Modellelementes, F i g. 2 und 3 Schnittansichten weiterer Ausführungsformen von kugelförmigen Modellelementen, F i g. 4 eine perspektivische Darstellung eines oktaedrischen Modellelementes; F i g. 5 eine Ansicht eines Strukturmodells und F i g. 6 und 7 Ansichten von Modellelementen, mit denen das in F i g. 5 dargestellte Strukturmodell hergestellt werden kann.
  • F i g.1 zeigt eine Kugel 1, die aus einem stark permanent magnetisierbaren Material gefertigt ist. Diese Kugel 1 weist einen ringförmigen Spalt 3 auf, der durch die Kugel im wesentlichen in einer Ebene geschnitten ist, die gegenüber der .Symmetrieachse in der Mittelsenkrechten verläuft. Die magnetischen Pole sind durch die Symbole N und S gekennzeichnet. Durch diese Symbole wird angezeigt, daß das Modell längs einer Achse magnetisiert ist, die mit der geometrischen Achse zusammenfällt.
  • F i g. 2 zeigt eine Schnittansicht einer Kugel 31. Die Kugel 31 besteht aus einem Material, welches eine geringe magnetische Permeabilität aufweist. Der Schnitt ist durch eine Multisymmetrieachse geführt, die hier als Achse einer icosaedrischen Scheitelsymmetrie dargestellt ist. Diese Multisymmetrieachse wird durch einen langgestreckten Körper 32 aus einem stark permanent.magnetisierbaren Material gebildet. Die Anordnung wird dann längs der geometrischen Symmetrieachse magnetisiert, so daß zwei mit N und S bezeichnete Pole entstehen.
  • Dieses Element kann als selbsthaftendes Kugelpackungsmodellelement dienen.
  • Es seien wenigstens zwei einfache Verfahren zur Herstellung der in F i g. 3 gezeigten Elemente dargelegt. Die Kugel 31 kann durch Bohren mit Löchern versehen- werden. Es können aber auch beim Gießen der Kuge131 entsprechende Kerne vorgesehen werden. Dadurch entstehen Öffnungen oder Bohrungen für den langgestreckten Körper 32, der aus einem stark permanent magnetisierten Material besteht. Ein zweites Verfahren besteht darin, den Körper 32 in ein besonderes Material einzugießen, welches dann die Kugel 31 bildet.
  • Fig. 3 ist eine Schnittansicht eines Modellelementes, welches aus zwei im wesentlichen halbkugelförmigen hohlen Polstücken 41 besteht. In jedem der Polstücke 41 sitzt in der Mitte der Innenseite ein Ring 44 aus einem Material mit niedriger Permeabilität. Diese Ringe sind, wie bei 45 gezeigt, festgeschweißt. Ein magnetischer Spalt 3 ist in der Mittelsenkrechten zur geometrischen Symmetrieachse angeordnet. Die beiden Polstücke werden durch einen starken Permanentmagnet 42 miteinander verbunden, der in die Halterung 44 eingesetzt ist.
  • Es können verschiedene einfache Fertigungsmethoden für dieses Modellelement in Erwägung gezogen werden. Das einfachste Verfahren besteht darin, die halbkugelförmigen Polstücke 41 mittels Gesenken in einer Presse zu formen und in der Presse ebenfalls die Halterungsringe 44 und den magnetischen Spaltring 3 auszubilden. Dann werden die Teile 41 und 44 bei" 45 zusammengeschweißt, und der Magnet 42 wird eingesetzt. Die so gebildete Form wird dann bei 3 veilötet, wobei angenommen wird, daß das Material in dem magnetischen Spalt Messing ist. -F i g. 4 zeigt die Teite, die erforderlich sind, um eine oktaedrische - magnetische Modelleinheit zu schaffen. Es sind hemioktaedrische Polstücke 121 vorgesehen. Diese bestehen aus einem Material mit hoher magnetischer Permeabilität. Diese Polstücke sind voneinander durch eine rechteckige oder quadratische Zwischenscheibe 123 getrennt. Diese Zwischenscheibe 123 ist,aüs einem Material mit geringer magnetischer Permeabilität gefertigt, um einen magnetischen Spalt zu bilden. Ein Stabmagnet 122 ist .in der Mitte angeordnet und steht mit den Polstücken in Kontakt.
  • Die Kugel kann mathematisch als Grenzfall der Polyeder betrachtet werden.
  • Das oktaedrische magnetische Modellelement kann als ein Ausführungsbeispiel eines polyedrischen magnetischen Modellelementes betrachtet werden.
  • F i g. 5 stellt eine ebenflächige Analogie einer Kugelpackungsdoppeldipentade dar. Es ist angenommen, daß das Modell aus gleichseitigen Dreieckeinheiten besteht. Eine dieser Einheiten ist bei 130 entfernt, um die magnetischen Flansche 131 zu zeigen. F i g. 6 zeigt das herausgenommene magnetische gleichseitige Dreieckmodellelement. Die Oberflächen- weisen eine Darstellung von Kreissektoren auf, deren Nebeneinanderstellung um die Scheitel der zusammengesetzten Strukturen anzeigt, wo im analogen Kugelpackungsmodell Kugeln angeordnet wären.
  • Die in F i g. 6 dargestellte magnetische Modelleinheit, die die- Form eines gleichseitigen Dreiecks aufweist, gilt als Beispiel einer polyedrischen magnetischen Modelleinheit mit einer beliebigen Anzahl von Seiten und einem beliebigen Grad der Regularität und ist vorgesehen, um komplizierte oder einfache Strukturen im Modell nachzubilden. Wie F i g. 7 zeigt, ist vorgesehen, daß die Oberflächen des Hauptkörpers der polygonalen Einheiten wie auch die Flansche magnetisiert sind, um einfache Polyeder oder ebene Konfigurationen aufzubauen und um diese Einheiten in komplexeren Anordnungen miteinander zu verbinden. Es ist die Verwendung von fest angeordneten und auch die Anwendung von angelenkten Flanschen oder Kanten vorgesehen.
  • Als ein Anwendungsbeispiel der polygonalen magnetischen Modelleinheiten sei darauf hingewiesen, daß es wünschenswert sein kann, einzelne Tetraeder und Oktaeder aufzubauen, wobei die Einheiten mittels der magnetischen Kanten oder Flansche miteinander verbunden sind, und dann diese Teile mittels der magnetischen Oberflächen zu einer Einheit zu verbinden, um ein Modell einer dichten Kristallpackung herzustellen.
  • F i g. 6 zeigt ein magnetisches Modellelement, weiches die Form eines gleichseitigen Dreiecks aufweist und welches Flansche 141 hat und an welchem drei Sektoren 142 dargestellt sind. Diese dargestellte Einheit kann als die Modelleinheit betrachtet werden, die von dem Modell in F i g. 5 bei 130 entnommen ist.
  • Die F i g. 7 zeigt eine Kantenansicht der in F i g. 6 gezeigten Modelleinheit. Es ist das magnetische Material 152 an den Oberflächen des Hauptkörpers und an den Flanschen der Modelleinheit gezeigt. Bei 151 ist das Trägermaterial gezeigt, welches eine hohe magnetische Permeabilität aufweist und welches für den Hauptkörper und die Flansche vorgesehen ist. Gelenke und Scharniere sind bei 153 gezeigt, und diese Gelenke oder Scharniere ermöglichen eine Veränderung der Flächenwinkel, damit diese Einheiten in einem weiteren Bereich von verschiedenen Polyederstrukturen verwendet werden können.
  • Der Träger 151 mit hoher magnetischer Permeabilität kann bei der Anwendung eines beliebigen magnetischen Materials 152 von Vorteil sein, wobei dieses Material 152 aus einer Grundmasse mit geringer magnetischer Permeabilität besteht, in welche feinverteilte magnetische Teilchen eingeschlossen sind. Diese magnetischen Teile wirken wie kleine Magnete, die durch eine hohe magnetische Reduktanz voneinander getrennt sind, und erfordern, in der Terminologie der elektrischen Kreise gesprochen, die Verbindung von winzigen Magneten mittels eines »leitenden« Materials.

Claims (7)

  1. Patentansprüche: 1. Modellbaukasten zur Darstellung von Strukturmodellen mit zusammensetzbaren Modellelementen, dadurch gekennzeichnet, daß die Modellelemente permanent magnetische Körper sind, bei denen sich der die Oberfläche durchsetzende magnetische Fluß auf einen möglichst großen Teil der Oberfläche verteilt.
  2. 2. Modellbaukasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Modellelemente (1) in einem parallelen Magnetfeld permanent magnetisierte Stahlkugeln sind.
  3. 3. Modellbaukasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Modellelemente Kugeln sind, die zwei Halbkugeln aus magnetisch weichem Material aufweisen, daß diese Halbkugeln durch einen Äquatorspalt (3) voneinander getrennt sind und daß diese Kugeln mittels eines senkrecht zum Äquatorspalt angeordneten Stabmagnets verbunden sind, der sich durch die Halbkugeln bis zur Kugeloberfläche hin erstreckt (F i g.1).
  4. 4. Modellbaukasten nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Äquatorspalt durch ein urmagnetisches Material gefüllt ist.
  5. 5. Modellbaukasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Modellelemente Kugeln aus einem Material mit geringer Permeabilität sind und daß in symmetrischer Weise Stabmagnete derart in dieses Material eingebettet sind, daß die Nordpole dieser Magnete in einer Kugelhälfte liegen.
  6. 6. Modellbaukasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Modellelemente Kugeln sind, die aus zwei kugelschalenförmigen Polstücken (41) bestehen und die durch einen Spalt (3) voneinander getrennt sind und die durch einen senkrecht zum .Spalt angeordneten Stabmagnet (42) miteinander verbunden sind.
  7. 7. Modellbaukasten nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (3) durch ein urmagnetisches Material gefüllt ist. B. Modellbaukasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Modellelemente Oktaeder sind, die aus zwei halboktaedrischen Polstücken (121) bestehen, die durch einen Spalt voneinander getrennt sind und die durch einen senkrecht zum .Spalt angeordneten Stabmagnet (122) miteinander verbunden sind. 9. Modellbaukasten nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt durch ein urmagnetisches Material (123) gefüllt ist. 10. Modellbaukasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Modellelemente dreieckförmige Träger (151) aufweisen, auf denen eine permanent magnetisierte Schicht (152) aufgebracht ist, und daß an jeder Dreieckseite eine permanent magnetisierte Flanschleiste angelenkt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1725 093; iJSA.-Patentschrift Nr. 3 080 662.
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