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Die
Erfindung betrifft einen gebauten Körper mit in einer einen Hohlraum
umgebenden Hüllfläche liegenden
und untereinander verbundenen und eine selbsttragende Konstruktion
bildenden Bauelementen.
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Gebaute
Körper
mit verbundenen Bauelementen zur Bildung einer einen Hohlraum umhüllenden
freitragenden Konstruktion sind insbesondere auch in Kugel- oder
Ballform bekannt. Die Firma SFM GmbH, Dresden bietet unter der Bezeichnung „Fanball" ein Tischmodell
eines Fußballs,
bei welchem mehrere gewölbte
Flächensegmente
entlang ihrer Ränder
verbunden sind und eine im wesentlichen geschlossene Balloberfläche bilden.
Annähernd
kugelförmige
Bauwerke mit Strebenkonstruktion weisen häufig eine aus Dreiecken aufgebaute
Hüllfläche auf. Eine
als Fußball-Globus
bekannte begehbare Konstruktion weist starr verbundene Streben auf,
welche fünfeckförmige und
sechseckförmige
bespannte Flächensegmente
begrenzen, die sich nach Art der Flächenaufteilung eines genähten Fußballs zu
einer annähernd
kugelförmigen
Hülle um
einen Innenraum ergänzen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen vorteilhaften
gebauten Körper
der eingangs genannten Art sowie einen zum Aufbau eines solchen
Körpers
geeigneten Bausatz anzugeben.
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Erfindungsgemäße Lösungen sind
in den unabhängigen
Ansprüchen
beschrieben. Die abhängigen
Ansprüche
enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.
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Der
Aufbau aus langgestreckten Stabelementen und aus Knotenelementen,
in welchen jeweils mehrere Stabelemente miteinander verbunden sind,
ermöglicht bei
einfachen und kostengünstigen Bauelementen
verschiedene vorteilhafte Gestaltungen und Verwendungen des gebauten
Körpers.
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Die
Bauelemente sind vorteilhafterweise aus einem Bausatz mit einer
Mehrzahl von Stabelementen und einer Mehrzahl von Knotenelementen
werkzeuglos zu dem gebauten Körper
zusammenfügbar und
vorteilhafterweise auch werkzeuglos und zerstörungsfrei voneinander lösbar. Der
gebaute Körper bzw.
der Bausatz sind daher in einer ersten vorteilhaften Verwendung
als nicht zu schwierige Konstruktionsaufgabe für Kinderspielzeuge, für Gedulds-
oder Geschicklichkeitsspiele, z. B. zur Überbrückung von Wartezeiten in Arztpraxen
oder dergleichen vorzüglich
geeignet. Der gebaute Körper
ist dafür
vorzugsweise nach Gewicht und Größe durch
eine Einzelperson, insbesondere auch ein Kind handhabbar und tragbar.
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Die
Verwendung als Konstruktionsspiel nach Baukastenart und die Verwendung
als Werbeträger können vorteilhaft
kombiniert sein. Die Größe des gebauten
Körpers
beträgt
dabei vorteilhafterweise wenigstens 5 cm, insbesondere wenigstens
15 cm und höchstens
60 cm, insbesondere höchstens
40 cm, und liegt vorzugsweise bei ca. 21 cm.
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Die
Knotenelemente können
bei bevorzugter flacher Ausführung
vorteilhafterweise wenigstens auf einer bezüglich des umgebenen Hohlraums
des Körpers
nach außen
weisenden Fläche
mit einer Reliefstruktur versehen oder bedruckt oder beklebt sein und
auf diese Weise insbesondere als Werbeträger mit besonderer Auffälligkeit
durch die Gesamterscheinung des gebauten Körpers dienen. Als Informationsträger kann
auch eine Überspannung
der von den Stabelementen begrenzten Felder vorgesehen sein.
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Der
gebaute Körper
kann schließlich
auch nach Art des Fußball-Globus
als begehbare Konstruktion ausgeführt sein, eventuell mit einer
zusätzlichen
integrierten Plattform innerhalb des Hohlraums, oder, eventuell
mit zusätzlichen
gestalterischen Elementen, eine Aufmerksamkeit erweckende Skulptur
bilden, wobei hierfür
größere Maße mit bis zu
einigen Metern Durchmesser typisch sind. Die Verbindung der Stabelemente
untereinander und/oder mit Knotenelementen erfolgt dabei vorteilhafterweise
wieder über
Steckaufnahmen, insbesondere ohne mehrteilige Verbindungsstrukturen
mit verschraubbaren Gewindebauteilen. Bei großen Körpern sind vorteilhafterweise
die Verbindungen der Stabelemente untereinander oder mit den Knotenelementen
zusätzlich
gesichert, z. B. durch formschlüssige
Elemente oder Klemmverschraubungen.
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Vorzugsweise
sind die in einem Knotenelement miteinander verbundenen Stabelemente
nicht unmittelbar untereinander verbunden, sondern einzeln mit dem
Knotenelement gekoppelt. Dies ist sowohl für die Gestaltung der Stabelemente
selbst als auch für
die Handhabung beim Aufbau des gebauten Körpers aus den Bodenelementen
vorteilhaft. In bevorzugter Ausführung
enthalten die Knotenelemente Haltestrukturen zur Aufnahme der Endbereiche
der Stabelemente. Die Haltestrukturen sind in bevorzugter Ausführung als
Steckaufnahmen ausgeführt,
in welche die Endbereiche der Stabelemente in deren Längsrichtung
einführbar
sind. Die Steckaufnahmen sind in vorteilhafter Ausführungsform
langgestreckte Öffnungen,
in welchen die Endbereiche der Stabelemente vorteilhafterweise kraftschlüssig gehalten sind.
Zur Verstärkung
des Kraftschlusses und/oder für
eine formschlüssige,
z. B. rastende oder schnappende mechanische Verbindung können in
den Endbereichen der Stabelemente von der Stabform abweichende Gegenhaltestrukturen
vorgesehen sein.
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In
anderer vorteilhafter Ausführung
können die
Haltestrukturen auch Rücksprünge oder
Vertiefungen quer zur Steckrichtung der Stabelemente aufwei sen,
in welche quer zur Längsrichtung
der Stabelemente verlaufende Gegenhaltestrukturen an den Endbereichen
der Stabelemente eingreifen, wodurch sich auch eine formschlüssige Verbindung
zwischen Knotenelementen und Stabelementen in deren Längsrichtung
ergeben kann.
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Vorteilhafterweise
sind die Längsachsen
der Stabelemente in den Endbereichen der in einem Knotenelement
verbundenen Stabelemente bzw. die Längsachsen der als Haltestrukturen
bevorzugten langgestreckten Steckaufnahmen für die Endbereiche der Stabelemente
auf einen gemeinsamen Mittelpunkt gerichtet, so dass Längsachsen
der Endbereiche der Stabelemente bzw. die Steckaufnahmen stirnförmig verlaufen.
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In
vorteilhafter Ausführung
sind die Haltestrukturen eines Knotenelements und/oder die Endbereiche
der Stabelemente in einem Knotenelement zumindest annähernd mehrfach,
insbesondere dreifach drehsymmetrisch um eine Symmetrieachse angeordnet.
Die Längsachsen
der Endbereiche der Stabelemente bzw. die Längsachsen von Steckaufnahmen
eines Knotenelements liegen vorteilhafterweise in einer gemeinsamen
Ebene. Diese Ebenen sind in benachbarten Knotenelementen typischerweise
unterschiedlich ausgerichtet.
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Eine
von den Knotenelementen und den Stabelementen aufgespannte Einhüllendenfläche oder Außenfläche des
gebauten Körpers
ist in vorteilhafter Ausführung
einer Kugelfläche
angenähert.
Insbesondere liegen die Knotenelemente im wesentlichen auf einer
gemeinsamen Kugelfläche,
d. h. in gleichem radialen Abstand von einem Mittelpunkt des gebauten Körpers.
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Vorzugsweise
ist der gebaute Körper
einer regelmäßigen Polyederform
angenähert
mit den Knotenelementen an den Positionen der Eckpunkte der Polye derform
und mit den Stabelementen entlang der Kanten der Polyederform verlaufend.
Die Stabelemente verlaufen vorzugsweise von dem Körper bzw.
dessen Mittelpunkt weg nach außen
gekrümmt
zwischen benachbarten Knotenelementen und weichen damit radial von
den Kanten einer Polyederform in Richtung einer Kugelfläche ab.
Die angenäherte
Polyederform ist in bevorzugter Ausführung ein Ikosaederstumpf mit
20 sechseckigen und 12 fünfeckigen
Feldern. Der gebaute Körper
besteht dafür
vorzugsweise aus 60 Knotenelementen und 90 Stabelementen, welche
jeweils unter sich vorteilhafterweise identisch sind. Die Knotenelemente
bestehen in bevorzugter Ausführung
aus Kunststoff und können
als einteilige Kunststoff-Spritzgusskörper aufgebaut oder aus zwei
oder mehreren Teilen zusammengesetzt sein. In anderer Ausführung können die
Knotenelemente ein geformtes Blechteil enthalten, welches insbesondere
in gegen eine nach außen weisende
Fläche
abgewinkelten Randabschnitten Haltestrukturen für die Stabelemente oder Teile
davon aufweisen kann. Das Blechteil kann insbesondere als gebogenes
oder gezogenes Teil ausgeführt sein.
Die Knotenelemente können
auch als Kombination von Blechteil und Kunststoffteil ausgeführt sein.
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Die
Knotenelemente sind vorteilhaft in flacher Bauform mit parallel
zu der Außenfläche des Körpers größerer Abmessung
als senkrecht zur Außenfläche ausgeführt. Vorteilhafterweise
beträgt
für die
bereits genannte vorteilhafte Verwendung als Konstruktionsspiel
nach Baukastenart der Durchmesser der Knotenelemente in Längsrichtung
eines in diesem mit anderen Stabelementen verbundenen Stabelements
wenigstens 5 %, insbesondere wenigstens 15 %, vorzugsweise wenigstens
25 % der Länge
des Stabelements. Der Durchmesser beträgt vorteilhafterweise höchstens
60 %, insbesondere höchstens
40 % der Länge
des Stabelements.
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Besonders
vorteilhaft ist eine elastische Durchbiegung der Stabelemente im
gebauten Körper entgegen
einer Rückstellkraft,
insbesondere in Form einer nach außen von Mittelpunkt des Körpers weg gerichteten
Krümmung
gegenüber
einem im spannungsfreien Zustand zumindest annähernd geraden Verlauf der Stabelemente
oder zumindest des freien Abschnitts zwischen zwei benachbarten
Knotenelementen.
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Die
elastische Verspannung hat den Effekt, dass der Körper eine
stabile gleichmäßige Ausgangsform
zeigtund nach einer Verformung unter Einwirkung einer externen Kraft
selbsttätig
in die Ausgangsform zurückkehrt,
wenn die externe Kraft wegfällt.
Die elastische Verformbarkeit ist insbesondere von Vorteil bei Körpern kleiner
Dimension, welche dann z. B. ähnlich
einem Ball manuell handhabbar sind.
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In
erster vorteilhafter Ausführung
können
die Stabelemente aus Stahl, insbesondere Federstahl bestehen. Der
Querschnitt ist vorzugsweise kreisförmig, so dass als Ausgangsmaterial
Federstahldraht dienen kann. Die Verwendung von Federstahldraht ist
insbesondere vorteilhaft für
Körper
kleiner Dimensionen mit Längen
von weniger als 20 cm der Stabelemente.
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In
anderer vorteilhafter Ausführungsform können die
Stabelemente aus faserverstärktem Kunststoff,
insbesondere mit Glasfasern oder Kohlefasern bestehen. Für größere Dimensionen
können die
Stabelemente innen hohl ausgeführt
sein.
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Besonders
vorteilhaft sind als Federstahldrahtabschnitte ausgeführte Stabelemente
mit einfach oder mehrfach abgewinkelten Enden als Gegenhaltestrukturen.
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Ein
Bausatz für
den Bau eines Körpers
der vorbeschriebenen Art enthält
eine Mehrzahl von Stabelementen und eine Mehrzahl von Knotenelementen.
Für die
Stabelemente und die Knotenelemente gelten die zu dem gebauten Körper gemachten
Ausführungen
entsprechend. Insbesondere können
vorzugsweise alle Knotenpunkte untereinander gleich und alle Stabelemente
untereinander gleich ausgeführt
sein. Die Knotenelemente können
auch bei gleicher Ausführung
der Haltestrukturen oder anderer Koppelstrukturen an die Stabelemente
verschiedene Konturen, Reliefs oder Aufdrucke aufweisen.
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Die
Erfindung ist nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die Abbildungen noch eingehend veranschaulicht. Dabei
zeigt:
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1 eine
bevorzugte Ausführung
eines gebauten Körpers,
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2 eine
Draufsicht auf zwei Knotenelemente,
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3 eine
Seitenansicht zu 2,
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4 Sonderformen
von Endbereichen der Stabelemente,
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5 eine
Abwandlung mit einem zusammengesetzten Knotenelement,
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6 eine
weitere Abwandlung zu 5,
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7 ein
Knotenelement als Blechteil,
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8 eine
Abwandlung zu 7,
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9 eine
weitere Abwandlung zu 7,
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10 eine
Ausführung
mit offenen Schlitzen der Steckaufnahmen,
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11 eine
gelochte Scheibe als Knotenelement,
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12 eine
Ringscheibe als Knotenelement,
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13 ein
Knotenelementen mit abschnittsweisen Seitenwänden
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1 zeigt
in Gesamtansicht eine bevorzugte Ausführung eines gebauten Körpers nach
der Erfindung, welcher der an sich bekannten Polyederform eines
Ikosaederstumpfs angenähert
ist und aus 60 Knotenelementen KE und 90 Stabelementen ST besteht.
Jeweils drei Stabelemente ST sind in einem Knotenelement KE verbunden.
Die Knotenelemente liegen alle in gleichem Radius von einem Mittelpunkt des
Körpers
und somit auf einer Kugelfläche
bzw. einer dünnen
Kugelschale um den Körpermittelpunkt KM.
Die Knotenelemente KE liegen an den Positionen von Eckpunkten der
angenäherten
Polyederform und die Stabelemente verlaufen angenähert entlang der
Kanten der fünfeckigen
und sechseckigen Felder der Polyederform. Die Stabelemente ST sind
dabei vorzugsweise gegen die Kanten der angenäherten Polyederform bzw. gegen
die geraden Verbindungen zwischen benachbarten Knotenelementen nach
außen
gekrümmt
und somit gegenüber
den Polyederkanten in Richtung einer einhüllenden Kugelfläche hin
gewölbt.
Die nach außen
weisenden Flächen
der Knotenelemente sind vorteilhafterweise mit einer visuell erkennbaren
Struktur versehen, insbesondere bedruckt oder beklebt oder mit einem
Relief versehen. Soweit die Knotenelemente auch eine nach innen
weisende, im wesentlichen geschlossene Fläche aufweisen, kann diese gleichfalls
mit einer visuell erkenn baren Struktur versehen sein, insbesondere wenn
das Knotenelement in zwei gegeneinander gewendelten Lagen verwendbar
ist.
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2 zeigt
einen vergrößerten Ausschnitt mit
zwei benachbarten Knotenelementen KE1 und KE2, wobei das Knotenelement
KE1 aufgeschnitten dargestellt ist. In dem Knotenelement KE1 sind
drei Steckaufnahmen AS erkennbar, welche als langgestreckte Öffnungen
mit im Vergleich zu ihrem Querschnitt großer Länge ausgeführt sind und deren Längsachsen
auf einen gemeinsamen Punkt ZK innerhalb des Knotenelements gerichtet
sind. Die Längsachsen
der Aufnahmen AS sind vorzugsweise zumindest angenähert dreifach
drehsymmetrisch um eine durch den Mittelpunkt ZK gehende und senkrecht
zur Zeichenebene der 2 verlaufende Drehsymmetrieachse
SA1 um annähernd
gleiche Winkel von 120° gegeneinander
versetzt ausgerichtet. Das Knotenelement KE1 ist vorzugsweise, aber
nicht notwendigerweise in seiner Kontur gleichfalls dreifach drehsymmetrisch
oder, wie im skizzierten Beispiel kreisrund ausgeführt. Die
Längsrichtungen
der Steckaufnahmen AS des Knotenelements KE1 liegen vorteilhafterweise
alle im wesentlichen in einer Ebene parallel zur Zeichenebene der 2.
Die Drehsymmetrieachse SA1 fällt
typischerweise mit einem Radiusvektor vom Mittelpunkt des gebauten Körpers durch
den Mittelpunkt ZK des Knotenelements KE1 zusammen.
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In
die Steckaufnahmen AS sind jeweils Stabelemente ST mit Endbereichen
EB eingesteckt und vorzugsweise klemmend, d. h. kraftschlüssig in
den Steckaufnahmen AS gehalten. Die Steckrichtung ist vorzugsweise
in Richtung LR der Längsachsen
der Stabelemente und der Längsachsen
der Steckaufnahmen AS. Hieraus ergibt sich eine besonders einfache
Handhabung. Die klemmende Festlegung der Endbereiche EB der Stabelemente
ST in den Steckaufnahmen AS ist besonders vorteilhaft, da nach Einstecken
eines Stabelements dieses in der gesteckten Stellung ohne weitere
Maßnahme
verbleibt und der Benutzer beide Hände für den Weiterbau des Körpers frei
hat. Die Stabelemente ST verbinden jeweils benachbarte Knotenelemente,
im Beispielsfall also das Knotenelement KE1 mit einem benachbarten Knotenelement
KE2. Die anderen benachbarten Knotenelemente sind nicht und die
anderen Stabelemente in Knotenelementen KE1 nur ansatzweise gezeichnet.
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Die
Stabelemente ST sind vorteilhafterweise durch Überwindung der Klemmkraft,
mit welcher die Endbereiche EB in den Steckaufnahmen AS gehalten
sind, werkzeuglos und ohne Zerstörung
der Knotenelemente oder der Stabelemente wieder von den Knotenelementen
lösbar,
so dass ein Baufehler beim Aufbau der angenäherten Polyederstruktur ohne
weiteres schnell wieder korrigiert werden kann. Die Steckaufnahmen
AS sind vorzugsweise als Sacklöcher
ausgeführt,
so dass eine definierte begrenzte Einstecktiefe gegeben ist.
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In 3 ist
eine Seitenansicht entlang III – III von 2 skizziert.
Hier wird vor allem die Krümmung
des Stabelements ST und die unterschiedliche Ausrichtung der verschiedenen
Knotenelemente KE1, KE2 und deren Drehsymmetrieachsen SA1, SA2 deutlich.
Die Krümmung
des Stabelements ST ist vom Körpermittelpunkt,
welcher in 3 außerhalb des Zeichenbereichs
unten liegt, nach außen weg
gerichtet. Das Stabelement ST ist in der skizzierten gekrümmten Form
vorteilhafterweise elastisch gegen eine entspannte, stärker gestreckte,
insbesondere gerade Form entgegen einer Rückstellkraft, welche das Stabelement
ST in eine stärker
gestreckte Form zu bringen betrachtet, verformt. Vorzugsweise sind
alle Stabelemente des Körpers
in gleicher oder zumindest ähnlicher
Weise entgegen einer streckenden Rückstellkraft elastisch verformt,
so dass die gesamte aus Knotenelementen und Stabelementen gebaute
Struktur unter elastischer Vorspannung steht. Bei Einwirken einer
zusätzlichen äußeren Kraft
kann der Körper
aus der gleichmäßig runden
Form in eine abgeplattete oder gestreckte Form gebracht werden, kehrt
aber vorteilhafter weise automatisch nach Wegfall der Kraft wieder
in die in 1 skizzierte runde Form zurück.
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Die
Knotenelemente sind vorteilhafterweise flach mit einer Höhe HK ausgeführt, welche
vorteilhafterweise wenigstens 10 %, insbesondere wenigstens 20 %,
vorzugsweise wenigstens 35 % und vorteilhafterweise höchstens
80 %, insbesondere höchstens
65 % des Durchmessers DK oder bei nicht rotationssymmetrischer Kontur
eines mittleren Durchmessers beträgt.
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Für Körper kleinerer
Durchmesser, vorzugsweise Durchmesser von weniger als 60 cm, können vorteilhafterweise
folgende relative Maße
vorgesehen sein:
- a) der Durchmesser DK eines
Knotenelements beträgt
in Steckrichtung vorteilhafterweise weniger 5 %, insbesondere wenigstens
15 %, vorzugsweise wenigstens 25 % der Länge LS des Stabelements und/oder
- b) der Durchmesser eines Knotenelements beträgt vorteilhafterweise höchstens
60 %, insbesondere höchstens
40 % des Abstands der Mittelpunkte benachbarter Knotenelemente und/oder
- c) die Einstecktiefe TS des Endbereichs EB des Stabelements
ST beträgt
vorteilhafterweise wenigstens 5 %, insbesondere wenigstens 10 %
der Stablänge
LS.
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Für Körper größerer Durchmesser,
vorzugsweise Durchmesser von mehr als 60 cm, insbesondere mehr als
100 cm, können
vorteilhafterweise folgende relative Maße vorgesehen sein:
- a) der Durchmesser DK eines Knotenelements beträgt in Steckrichtung
vorteilhafterweise wenigstens 3 %, insbesondere wenigstens 5 %,
vorzugsweise wenigstens 8 % der Länge LS des Stabelements, und/oder
- b) der Durchmesser eines Knotenelements beträgt vorteilhafterweise höchstens
30 %, insbesondere höchstens
20 %, vorzugsweise höchstens
15 % des Abstands der Mittelpunkte benachbarter Knotenelemente und/oder
- c) die Einstecktiefe TS des Endbereichs EB des Stabelements
ST beträgt
vorteilhafterweise wenigstens 2,5 %, insbesondere wenigstens 5 %
der Stablänge
LS, vorzugsweise wenigstens 40 mm.
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Der
Durchmesser DK eines Knotenelements beträgt in Steckrichtung vorteilhafterweise
wenigstens 5 %, insbesondere wenigstens 15 %, vorzugsweise wenigstens
25 % der Länge
LS des Stabelements. Der Durchmesser eines Knotenelements beträgt vorteilhafterweise
höchstens
60 %, insbesondere höchstens
40 % des Abstands der Mittelpunkte benachbarter Knotenelemente.
Die Einstecktiefe TS des Endbereichs EB des Stabelements ST beträgt vorzugsweise
wenigstens 5 %, insbesondere wenigstens 10 % der Stablänge LS.
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Wenigstens
eine Fläche,
vorzugsweise eine nach außen
weisende Fläche
AF der Knotenelemente ist mit einem Relief RF versehen und/oder
bedruckt oder beklebt. Bei nur einseitig in dieser Art strukturierten
Knotenelementen kann der Benutzer die strukturierte Seite auch nach
innen wenden. Vorzugsweise sind daher beide gegenüber liegenden flachen
Seiten der Knotenelemente mit einer visuell erkennbaren Struktur
versehen. Die visuell erkennbare Struktur kann insbesondere in vorteilhafter
Verwendung eine Werbebotschaft, einen Hinweis auf ein Unternehmen
usw. darstellen. In 3 ist das Knotenelement KE2
in besonders einfacher Ausführung als
einteiliger Kunststoffspritzgußkörper ausgeführt, in
welchen von den Seitenflächen
her die Steckaufnahmen AS bereits beim Spritzgußvorgang eingebracht werden.
Die Steckaufnahmen AS können auch
als Bohrungen eingebracht sein. Der Kunststoffkörper kann auch von einem Stangenmaterial
als Scheibe abgetrennt werden.
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In
anderer Ausführung
ist für
das Knotenelement KE1 vorgesehen, dieses aus einem ersten Teil KE11
und KE12, welche getrennt vorgefertigt werden, zusammen zu setzen
und die beiden Teile dabei in für
die übliche
Benutzung als unlösbar
zu betrachtender Weise zu verbinden, beispielsweise durch Rast- oder Schnappverbindungen,
durch Verkleben oder Verschweißen,
wofür die
beiden Teile in Richtung der Drehsymmetrieachse ineinander greifende Verbindungsstrukturen,
beispielsweise in Form eines Vorsprungs und einer Vertiefung, aufweisen
können. Die
Steckaufnahmen AS können
in beiden oder vorzugsweise nur in einem der beiden Teile vorbereitet sein.
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Während in 2 und 3 ein
auch in den Endbereichen EB durchgehend konstanter Querschnitt des
Stabelements ST angenommen ist, zeigt 4 zwei Varianten
mit zusätzlich
strukturierten Endbereichen, welche zur Verstärkung der Haltekraft von der
durchgehend gleichmäßigen Stabform
quer zur Längsrichtung
abweichende Strukturen aufweisen. Im Beispiel der 4(A) kann
beispielsweise vorgesehen sein, das Ende EBK eines Stabelements nach
Art eines Stecknadelkopfes quer zu erweitern, beispielsweise durch
Stauchen eines Drahtendes bei einem durch einen elastischen Draht
gebildeten Stabelement. Das gestauchte Ende kann sich bei elastischer
Krümmung
des Stabelements in den Kunststoff der Wand der Steckaufnahme einkerben
und so eine verstärkte
Haltekraft gegen Ausziehen bewirken. Bei einem zusammen gesetzten
Knotenelement wie dem Knotenelement KE1 nach 3 kann auch
am Ende der Steckaufnahme AS eine Hinterschneidung vorgesehen sein,
in welche die Verbreiterung EBK des Endes des Stabelements formschlüssig einliegen kann.
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In
an dem Beispiel nach 4(b) ist dem Endbereich
EBS eines Stabelements gegen den durchgehend geraden Verlauf eine
Sicke SI aufgeprägt,
welche die Klemmung des Endbereichs in der Steckaufnahme AS verstärkt und/oder
wel che in eine entsprechende seitliche Vertiefung der Steckaufnahme
einrasten kann.
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Bei
der in 5 skizzierten Ausführungsform ist ein aus einem
ersten Teil KE51 (5(A)) und einem
zweiten Teil KE52 (5(B)) zusammengesetztes
Knotenelement KE5 (5(C)) skizziert, wobei
z. B. ein Vorsprung V5 des ersten Teils KE51 in eine zentrale Aussparung
A5 des zweiten Teils eingreift und auf diese Weise eine Verbindung
der beiden Teile zu den in 5(D) in
Schnittdarstellung durch die Drehsymmetrieachse SA verbunden sind. Im
wesentlichen Unterschied zu dem Knotenelement KE1 sind die Aufnahmen
für Stabelemente
ST5 nicht als Steckaufnahmen mit in Längsrichtung LR der Stabelemente
verlaufenden Steckrichtungen ausgeführt. Die Endbereiche EB5 der
Stabelemente ST5 (5(C)) sind quer
zur Längsrichtung
LR der Stabelemente durch Fortsätze
F5 fortgesetzt, vorzugsweise durch umgebogene Enden von Drähten als Stabelementen.
Die Endbereiche EB5 liegen in radialen Nuten N5, welche vorzugsweise
im zweiten Teil KE51 ausgebildet sind, ein, und die Fortsätze F5 greifen
in quer zur den Nuten parallel zur Drehsymmetrieachse verlaufende
Vertiefungen TN ein. Die Stabelemente sind in dieser Ausführung vor
der Verbindung der beiden Teile KE51 und KE52 zu dem Knotenelement
KE5 in die durch Nuten N5 und Vertiefungen TN gebildeten Aufnahmen
einzusetzen. Die Verbindung der Stabelemente mit dem Knotenelement
KE5 ist damit formschlüssig
und kann eventuell durch Trennen der beiden Teile KE51, KE52 lösbar sein.
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5(E) zeigt das Knotenelement KE5 mit drei
in diesem verbundenen Stabelementen ST5.
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In 6 ist
eine Abwandlung zu 5 skizziert, bei welcher wiederum
ein Knotenelement KE6 aus zwei Teilen KE61 (6(A))
und KE62 (6(B)) in zu 5 entsprechender
Weise zusammengesetzt ist und die Stabelemente ST6 (6(C))
in zu den Stabelementen ST5 ähnlicher Weise
an den Endbereichen EB6 quer zur Längsrichtung verlaufende Fortsätze F6 aufweisen.
In der Ausführung
nach 6 sind Aufnahmenuten N6 am ersten Teil. KE61 ausgebildet.
Das zweite Teil KE62 ist als Ringscheibe ausgeführt, welche Durchbrüche D6 zur
Aufnahme der Fortsätze
F6 aufweist. Zur Verbindung der beiden Teile KE61 und KE62 zu dem
Knotenelement KE6 kann z. B. ein Vorsprung V6 an dem ersten Teil
KE61 in eine zentrale Aussparung Z6 des zweiten Teils KE62 eingreifen.
Das zweite Teil KE62 kann in vorteilhafter Ausführung als metallische Ringscheibe
und das erste Teil KE61 als Kunststoffteil ausgeführt sein.
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Die
Flächen
von Teilen KE51, KE52 und KE61 können
in zu KE1 und KE2 analoger Weise eine visuell erkennbare Struktur
aufweisen.
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In 7 ist
eine Ausführung
eines Knotenelements KEB als gebogenes Blechteil skizziert, bei welchem
ein ebener Blechzuschnitt umgeformt wird zu einem Knotenkörper mit
einer nach außen
weisenden Blechfläche
BF, in welche auch ein Relief RP eingeprägt sein kann, und mit umgebogenen
Seitenteilen SW, in welchen Haltestrukturen für die Stabelemente ausgebildet
sein können.
Die Haltestrukturen können
auf unterschiedliche Weise ausgeführt sein. Im skizzierten Beispiel
sei angenommen, dass in gegen die Außenfläche BF umgebogenen Seitenwänden SW
Durchbrüche
DO ausgeführt
sind, durch welche Endbereiche der Stabelemente durchgesteckt werden
können.
Für die
weitere Positionierung der Enden der Stabelemente sind beispielsweise
aus der Mitte der Blechfläche
BF um die Drehsymmetrieachse SA Laschen KL nach unten umgebogen,
welche Aufnahmekerben oder dergleichen für die Enden der Stabelemente
bilden können.
Die Enden der Stabelemente können
wieder um gegen Ausziehen durch seitlich abstehende Strukturen wie
Umbiegungen von Drahtenden oder Verdickungen der Stabenden gesichert
sein.
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8 zeigt
ein Knotenelement K8 (8(A)), welches
in zu 7 analoger Art vorteilhafterweise durch ein Blechteil
gebildet sein kann, welches vorteilhafterweise durch Biegen oder
Ziehen aus einem ebenen Blech erhältlich ist, wobei Strukturen
in Seitenwänden
AW, IW vorteilhafterweise bereits in dem ebenen Blechzuschnitt durch
Stanzen oder Drücken
herstellbar sind. Stabelemente ST8 (8(B))
sind analog zu dem Ausführungsbeispiel nach 7 an
den Enden quer zur Längsrichtung
der Stabelemente fortgesetzt, insbesondere als Enden F8 von Drahtabschnitten
umgebogen. Durchbrüche DA8
in außen
liegenden Seitenwänden
AW8 und DI8 in innen liegenden Seitenwänden IW8 sind im skizzierten
Beispiel vorteilhafterweise in Umfangsrichtung der Seitenwände, also
tangential bezüglich
der Drehsymmetrieachse SA größer als
parallel zur Drehsymmetrieachse und dabei so bemessen, dass die
umgebogenen Enden F8 der Stabelemente ST8 in einer ersten Drehlage
der Stabelemente um deren Längsachse
durch die Durchbrüche
DA8, D18 steckbar sind und nach Drehung der Stabelemente in eine zweite,
in 8(C) und 8(D) skizzierte
Drehalge die Stabelemente gegen Ausziehen sichern.
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9 zeigt
in weiterer Abwandlung des Knotenelements der 7 ein
topfförmiges
Knotenelement KE9, bei welchem Stabelemente ST9 mit Fortsätzen F9,
insbesondere Umbiegungen an den Enden von in dem Knotenelement einliegenden
Endbereichen in eine zentrale Öffnung
Z9 in einer nach außen
weisenden Fläche
BF9 des Knotenelements einliegen. In gegenüber der nach außen weisenden
Fläche
F9 abgewinkelten Seitenwänden
AW9 sind wieder Öffnungen
D9 eingebracht, durch welche die Stabelemente durchgeführt sind.
Die zentrale Öffnung Z9
kann vorteilhafterweise gegenüber
einer kreisrunden Form seitliche Einschnitte E9 aufweisen, in welchen
die umgebogenen Enden gegen Ausziehen in Längsrichtung der Stabelemente
gesichert und zugleich gegen unbeabsichtigtes Verdrehen um die Längsachse
der Stabelemente abgestützt
sein. Die zentrale Öffnung
Z9 kann hierfür
auch annähernd dreieckig
ausgeführt
sein.
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Bei
dem in 10 skizzierten Ausführungsbeispiel
sind im wesentlichen Unterschied zu dem Beispiel nach 8 Haltestrukturen
in Form von Durchbrüchen
DA10 in äußeren, gegen
eine nach außen
weisende Fläche
F10 umgebogenen äußeren Seitenwänden AW10
in Schlitzen nach Art von Bajonettverschlüssen tangential und parallel
zur Drehsymmetrieachse SA bis zur Kante der Seitenwände AW10
fortgeführt.
Zur Herstellung einer Verbindung werden umgebogene Enden F10 der
Stabelemente ST10 durch Durchbrüche
DI10 in innen liegenden Seitenwänden
IW10 gestreckt und anschließend
die Stabelemente zuerst parallel zur Symmetrieachse, dann um diese
drehend durch die Schlitze SC bis zu ihren Endpositionen in den
Durchbrüchen
DA10 geführt.
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Die 11 zeigt
eine besonders einfache Ausführung
eines Knotenelements KE11 in Form einer Kreis- oder Ringscheibe,
welche drei um 120° um die
Drehsymmetrieachse gegeneinander versetzte Durchbrüche D11
aufweist. Enden der Stabelemente ST11 sind eine Stufe DS11 bildend
zweifach abgewinkelt und durch die Durchbrüche D11 gesteckt. In 12 weist
das Knotenelement KE12 eine besonders einfache Ringscheibenform
mit einer zentralen Öffnung
Z12 auf. Die Enden der Stabelemente sind eine Schleife SL bildend
um ca. 180° umgebogen, vorzugsweise
durch zwei getrennte 90°-Umbiegungen,
und in den Innenrand der zentralen Öffnung der Ringscheibe eingehängt. Durch
die elastische Verformung der Stabelemente in dem zusammengebauten Körper entgegen
Rückstellkräften, welche
zur Aufweitung des Körpers
tendieren, sind die umgebogenen Enden F12 der Stabelemente ST12
automatisch gegen den Innenrand IR der Ringscheibe gezogen.
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In
den Freiraum der zentralen Öffnung und/oder
am Umfang der Scheibe und/oder an den Stabelementen außerhalb
des Außenrands
der Schiebe nach 11 oder 12 kann
vorteilhaft ein zweites Teil des Knotenelements, z. B. als Kunststoffteil
befestigbar sein, welches wiederum eine visuell erkennbare strukturierte
Fläche
aufweisen kann. In 12 ist hierfür ein von außen aufsteckbares
zweites Teil KE22 angedeutet, welches mit einem Vorsprung V12 in
die zentrale Öffnung
Z12 des mit drei Endbereichen von Stabelementen vollständig bestückten Knotenelements
KE12 einsteckbar ist und dabei auch noch eine zusätzliche
Sicherung der Endbereiche ergibt. Insbesondere kann das weitere Teil
KE22 des Knotenelements auf der vom Knotenelement weg nach außen weisenden
Seite mit der visuell erkennbaren Struktur versehen sein.
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Andere
von der durchgehend gleichmäßigen Stabform
abweichende Gestaltungen der Endbereiche der Stabelemente zur Verbesserung
der Haltekraft gegen Ausziehen der Stabelemente aus den Steckaufnahmen
AS sind dem Fachmann an sich bekannt. Insbesondere können auch,
insbesondere bei größeren Dimensionen
des Körpers,
Sicherungselemente vorgesehen sein. Für Körper kleiner Dimensionen ist
aber eine Ausführung
mit nur kraftschlüssiger
Klemmung der Endbereiche der Stabelemente in den Aufnahmen aufgrund
der Einfachheit in der Herstellung und in der Handhabung von besonderem Vorteil.
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Ein
zum Zusammenbau eines Körpers
der in 1 skizzierten Art mit den in den anderen Figuren skizzierten
Verbindungsarten geeigneter Bausatz kann vorteilhafterweise lauter
in sich gleiche Stabelemente und lauter in sich gleiche Knotenelemente
enthalten. Bei Verbindungsarten nach 2 können auch
in ihrer Kontur oder Oberflächengestaltung
verschiedene Knotenelemente mit gleichen Aufnahmen für die Endbereiche
der Stabelemente gemischt sein Für
den Zusammenbau eines Körpers
nach 1 enthält
ein Bausatz vorteilhafterweise wenigstens 60 Knotenelemente und
wenigstens 90 Stabelemente. Vorteilhafterweise lassen sich bei hinreichender
Verformbarkeit der Stabelemente bei einem solchen Bausatz nicht
nur Körper
der Polyederform eines Ikosaederstumpfes zusammenbauen, sondern
auch Körper
nach Art eines Dodekaeders mit 12 Fünfeckflächen.
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Die
vorstehend und die in den Ansprüchen angegebenen
sowie die den Abbildungen entnehmbaren Merkmale sind sowohl einzeln
als auch in verschiedener Kombination vorteilhaft realisierbar.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt,
sondern im Rahmen fachmännischen
Könnens
in mancherlei Weise abwandelbar.