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Die
Erfindung betrifft eine Kugelbahn-Anordnung. Ferner ist die Erfindung
auf eine Spielzeug-Kugelbahn gerichtet.
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Spielzeug-Kugelbahnen
für Kinder
sind seit langem bekannt. Diese können beispielsweise aus einzelnen
Bauklötzen
bestehen, die aneinander anliegen und entsprechende Kugelrollführungen
zur Führung
von Spiel-Kugeln aufweisen. Nachteilig bei einer solchen Kugelbahn
ist, dass die einzelnen Bauklötze
leicht durch entsprechende Kräfte
zueinander versetzt werden können,
so dass die Spiel-Kugel nicht mehr ordnungsgemäß in der Kugelbahn geführt wird.
Die Spiel-Kugel kann dann beispielsweise bei den versetzten Bauklötzen die
vorgesehene Kugelbahn verlassen oder durch den Versatz gestoppt
werden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kugelbahn-Anordnung bzw.
eine Spielzeug-Kugelbahn zu schaffen, die eine besonders hohe Stabilität aufweist
und außerdem äußerst flexibel
sowie einfach zusammengebaut werden kann.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
in den Ansprüchen
1 und 14 angegebenen Merkmale gelöst. Der Kern der Erfindung
liegt darin, dass mit einem Kugelbahn-Bauelement ein Verbindungselement
in Kontakt steht, das in ein benachbart angeordnetes Bauelement
fixierend eingreifen kann. Durch das Verbindungselement kann eine
besonders hohe Stabilität
zwischen zwei benachbart angeordneten Bauelementen erzielt werden.
Durch das Verbindungselement kann aber auch eine besonders hohe
Stabilität
zwischen einem Bauelement und einem Baustein erhalten werden, der
das Bauelement trägt.
Die Anordnung kann mehrere Bauelemente und/oder Bausteine aufweisen.
Ein Bauelement und/oder Baustein kann mehrere Aufnahmeausnehmungen
haben. Ein Bauelement kann mehrere Kugelrollführungen umfassen. Mit einem
Bauelement und/oder einem Baustein können mehrere Verbindungselemente
in direkter Verbindung stehen.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Durch die Ausgestaltungen nach dem Anspruch 5 kann das Verbindungselement
flexibel eingefügt
bzw. verwendet werden. Es kann im Gegensatz zu bereits fest vormontierten,
unlösbar
angebrachten Verbindungselementen genau dort eingesetzt werden,
wo es wirklich erforderlich ist. Das Verbindungselement kann somit auch
wieder von dem betreffenden Bauelement einfach entfernt werden.
An freien Stellen der Bauelemente bzw. der Bausteine sind keine
Verbindungselemente erforderlich.
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Nachfolgend
werden unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben. Dabei zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Kugelbahn-Anordnung mit
Bauelementen und Bausteinen gemäß einer
ersten Ausführungsform,
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2 einen
Schnitt durch eine erfindungsgemäße Anordnung
mit einem Bauelement, einem Baustein und Verbindungselementen gemäß einer zweiten
Ausführungsform,
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3 eine
schematische Ansicht eines in 1 gezeigten
erfindungsgemäßen Bauelements,
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4 eine
schematische Ansicht eines in 1 gezeigten
weiteren erfindungsgemäßen Bauelements,
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5 eine
schematische Ansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Bauelements,
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6 eine
schematische Ansicht eines Bausteins,
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7 eine
schematische Ansicht eines weiteren Bausteins,
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8 eine
schematische Ansicht einer Anordnung aus Bausteinen, und
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9 eine
schematische Ansicht einer weiteren Anordnung aus Bausteinen.
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In 1 ist
eine Spielzeug-Kugelbahn dargestellt. Es ist eine Anordnung aus
Bauelementen und Bausteinen gezeigt. Die Bauelemente weisen jeweils
einen Grundkörper
und eine in dem Grundkörper
ausgebildete längliche
Kugelrollführung
zur Führung
einer rollenden Spiel-Kugel auf, während die Bausteine nur zum
Verbinden und/oder Tragen der Bauelemente dienen. Die Bausteine
weisen wieder jeweils einen Grundkörper auf. Sie haben jedoch
keine Kugelrollführung.
Die Bauelemente und Bausteine bestehen jeweils aus Holz. Sie können alternativ
aber auch aus einem Kunststoffmaterial bestehen. Die Bauelemente
und Bausteine sind über
lose Verbindungselemente relativ zueinander fixiert, die identisch
sind. Die Verbindungselemente können
in entsprechende Aufnahmeausnehmungen eingesetzt werden, die in
den Grundkörpern
der Bauelemente und/oder Bausteine ausgebildet sind und wieder identisch
sind.
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Weiter
bezug nehmend auf 1 trägt ein unterer Baustein 1 einen
darüber
angeordneten plattenartigen Baustein 2. Der Baustein 2 ist
länger
als der Baustein 1 ausgebildet und trägt drei unterschiedliche Bauelemente 3, 4, 5,
die im Wesentlichen jeweils in den 2, 3, 4, 5, 6 dargestellt
sind und jeweils eine Kugelrollführung 6, 7 bzw. 8 zur
Führung
einer Spiel-Kugel aufweisen.
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Der
quaderförmige
Baustein 1 liegt im Spiel-Einsatz mit seiner Bodenfläche auf
einer tragenden, nicht-dargestellten Fläche, wie einem Fußboden oder
einem Tisch. Die Bausteine 1 und 2 stehen mit
ihren einander zugewandten planen Flächen miteinander großflächig in
Kontakt und sind über
ein fixierendes Verbindungselement lösbar miteinander verbunden.
Ferner stehen die Bauelemente 3, 4, 5 und
der Baustein 2 über
ihre jeweiligen einander zugewandten planen Flächen miteinander großflächig in
Kontakt. Die Bauelemente 3, 4, 5 und
der Baustein 2 sind über
jeweilige fixierende Verbindungselemente lösbar miteinander verbunden.
Die Verbindungselemente sind identisch ausgebildet. Sie sind Kugeln, insbesondere
Murmeln, oder Zylinderkörper.
Die Zylinderkörper
können
ebene Abschlussflächen
haben, die einander gegenüberliegen
und parallel zueinander verlaufen. Sie können aber auch nach außen gekrümmte, halbkugelförmige Abschlussflächen aufweisen.
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In
entsprechende, jeweils identisch ausgestaltete Aufnahmeausnehmungen
in den Bausteinen 1, 2 bzw. in den Bauelementen 3, 4, 5 sind
die Verbindungselemente zur lösbaren,
aber fixierenden Verbindung der Bauelemente 3, 4, 5 untereinander
bzw. mit den Bausteinen 1, 2 lose eingesetzt.
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Bezug
nehmend auf die 1 und 3 weist
das Bauelement 3 eine längliche,
im Wesentlichen blockförmige
Gestalt auf. Das Bauelement 3 ist bezüglich einer Symmetrieebene
im Wesentlichen symmetrisch und ist im Querschnitt im Wesentlichen rechteckig
ausgebildet. Es hat eine ebene, untere Standfläche 9, in welche zwei Öffnungen
von zwei beabstandet zueinander angeordneten Aufnahmeausnehmungen 10, 11 münden. Die
Aufnahmeausnehmungen 10, 11 befinden sich jeweils
in einem Endbereich 14 bzw. 15 des Bauelements 3.
Sie sind jeweils zylindrisch ausgebildet, wobei deren Mittelachsen
parallel zueinander verlaufen. Die Aufnahmeausnehmungen 10, 11 sind
nur zu der Standfläche 9 hin
offen. Sie werden jeweils durch eine Seitenwandung 12 und
einen inneren Boden 13 begrenzt, der im Wesentlichen – wie in
den Figuren dargestellt – parallel
zu der Standfläche 9 eben
verläuft.
Der Boden 13 kann aber auch konvex oder konkav gekrümmt verlaufen.
Vorteilhafterweise ist der Boden 13 dann als halbkugelförmige Vertiefung
ausgebildet, wobei dessen zentraler Grundbereich den tiefsten Punkt
der Aufnahmeausnehmung bildet. Wenn Aufnahmeausnehmungen mit halbkugelförmigen Böden vorgesehen
sind, so sind als Verbindungselemente entsprechende Kugeln und/oder
Zylinderkörper
mit entsprechenden halbkugelförmigen,
konvex gekrümmten
Abschlussflächen
einzusetzen. Wenn dagegen die Böden 13 gerade
bzw. eben verlaufen, so können
als Verbindungselemente Kugeln und/oder Zylinderkörper mit
ebenen Abschlussflächen
verwendet werden.
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Die
Höhe des
Bauelements 3 verändert
sich kontinuierlich über
dessen Länge.
So hat das Bauelement 3 im Endbereich 14 eine
minimale Höhe
und im Endbereich 15 eine maximale Höhe.
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Die
Kugelrollführung 6 des
Bauelements 3 ist als Rinne ausgebildet und hat einen gleichbleibenden,
im Wesentlichen U-förmigen
bzw. halbkreis förmigen
Querschnitt. Sie ist in der der Standfläche 9 gegenüberliegenden
Kopffläche 16 des
Bauelements 3 ausgebildet und ist nach oben offen. Sie
wird durch einen inneren Boden 17 und zwei einander gegenüberliegende
Wandungen 18 begrenzt. Der Boden 17 erstreckt
sich beabstandet zu den Böden 13.
Aufgrund des schrägen
Verlaufs der Kopffläche 16 zu der
Standfläche 9 ist
auch die Kugelrollführung 6 gegenüber der
Standfläche 9 schräg verlaufend
bzw. geneigt. Die Kugelrollführung 6 ist
zur Führung
der Spiel-Kugel vorgesehen und ist entsprechend dimensioniert. Die
Spiel-Kugel kann
in dem Bauelement 3 aufgrund der Neigung beschleunigt werden.
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Bezug
nehmend auf die 1 und 4 ist das
Bauelement 5 ähnlich
dem in 1 und 3 dargestellten Bauelement 3 ausgebildet.
Auf die vorherige Beschreibung wird verwiesen. Auch das Bauelement 5 ist
bezüglich
einer Symmetrieebene symmetrisch. Im Gegensatz zu dem Bauelement 3 hat das
Bauelement 5 jedoch im Wesentlichen eine konstante Höhe. Die
Kugelrollführung 8 ist
somit nicht gegenüber
der Standfläche 9 geneigt.
Eine Kugel wird dort also nicht beschleunigt. Eine rollende Kugel wird
dort lediglich geführt.
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Gemäß 1 ist
das Bauelement 4 zwischen den Bauelementen 3 und 5 angeordnet.
Das Bauelement 4 ist würfelartig
ausgebildet und weist eine Kugelrollführung 7 in Form einer
zylindrischen Bohrung auf, die zwei einander gegenüberliegende Seitenflächen 19, 20 des
Bauelements 4 miteinander verbindet. Dies geht auch aus 2 hervor.
An den übrigen
Seitenflächen 21, 22, 23 mündet jeweils
eine Aufnahmeaufnehmungen 24, 25 bzw. 26,
die identisch zu den Aufnahmeausnehmungen 10, 11 sind. Die
Aufnahmeausnehmung 24 in der oberen Seitenfläche 21 ist
gemäß 1, 2 nach
oben offen, während
die Aufnahmeausnehmung 25 in der unteren Seitenfläche 22 nach
unten offen ist. Die übrigen beiden
Aufnahmeausnehmungen 26 des Bauelements 4 münden seitlich.
Die untere Seitenfläche 22 des
Bauelements 4 dient als Standfläche.
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Gemäß 2 ist
das Bauelement 4 im Gegensatz zu 1 direkt
auf den Baustein 1 eingesetzt, der eine geringere Höhe als das
Bauelement 4 aufweist. Wie aus 2 hervorgeht,
ist in die Aufnahmeausnehmungen 24, 25 jeweils
ein im Wesentlichen kugelförmiges
Verbindungselement 27 eingesetzt. Der Durchmesser des Verbindungselements 27 ist
geringfügig
kleiner als der Durchmesser der Aufnahmeausnehmung 24 bzw. 25.
Ferner entspricht der Durchmesser des Verbindungselements 27 in etwa
der doppelten Tiefe der Aufnahmeausnehmung 24 bzw. 25,
so dass das Verbindungselement 27 aus der Aufnahmeausnehmung 24, 25 bzw.
aus dem jeweiligen Grundkörper
ragt.
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An
seinen zwei einander gegenüberliegenden
Stirnflächen 28, 29 weist
der Baustein 1 jeweils eine zylindrische Aufnahmeausnehmung 30, 31 auf. Die
Mittelachsen der Aufnahmeausnehmungen 30, 31 fluchten
zueinander. Die Aufnahmeausnehmungen 30 bzw. 31 sind
entsprechend den Aufnahmeausnehmungen 10, 11, 24, 25,
bzw. 26 ausgebildet. Die Böden der Aufnahmeausnehmungen 30, 31 sind
beabstandet zueinander. Wie weiter aus 2 hervorgeht,
liegt die untere Seitenfläche 22 des
Bauelements 4 auf der oberen Stirnfläche 28 des Bausteins 1,
wobei die nach unten offene Aufnahmeausnehmung 25 des Bauelements 4 und
die nach oben offene Aufnahmeausnehmung 30 des Bausteins 1 benachbart
zueinander angeordnet sind und zueinander fluchten. Durch die beiden
Aufnahmeausnehmungen 25, 30 wird eine gemeinsame
große
Aufnahmeausnehmung gebildet, in der das Verbindungselement 27 vollständig und
in etwa zu gleichen Teilen aufgenommen ist. Da das Verbindungselement 27 in beide
Aufnahmeaus nehmungen 25, 30 ragt, dort an deren
Seitenwandungen teilweise anliegt und auch die Trennfläche 32 zwischen
dem Baustein 1 und dem Bauelement 4 durchdringt,
ist eine Relativbewegung zwischen dem Baustein 1 und dem
Bauelement 4 in der Ebene der Trennfläche 32 nicht möglich. Durch
diese Ausgestaltung werden der Baustein 1 und das Bauelement 4 entsprechend
zueinander in ihrer Lage fixiert. Das Verbindungselement 27 kann an
den Böden 13 anliegen.
Wenn die Böden 13 halbkugelförmig sind,
kann ein kugelförmiges
Verbindungselement 27 flächig an diesen anliegen. Analoges
gilt bei dem Einsatz eines Zylinderkörpers als Verbindungselement.
Der stiftartige Zylinderkörper ragt
wieder in beide Aufnahmeausnehmungen 25, 30 und
durchdringt somit die Trennfläche 32 zwischen dem
Baustein 1 und dem Bauelement 4. Der Mantel des
Zylinderkörpers
kann dabei zumindest teilweise flächig an der Seitenwandung der
Aufnahmeausnehmungen 25, 30 anliegen. Die Abschlussflächen des Zylinderkörpers können an
den Böden 13 anliegen. Der
Zylinderkörper
verhindert wieder eine Relativbewegung zwischen dem Baustein 1 und
dem Bauelement 4 in der Ebene der Trennfläche 32.
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Bezug
nehmend auf die 1 und 6 ist der
Baustein 2 plattenförmig
bzw. quaderförmig
ausgebildet. Von seiner unteren Standfläche 33 gehen drei
zylindrische, identische Aufnahmeausnehmungen 34, 35, 36 aus,
die wie die Aufnahmeausnehmungen 10, 11 ausgebildet
sind und nach unten offen sind. Sie weisen einen identischen Abstand
zueinander auf. Von der der Standfläche 33 gegenüberliegenden
Tragfläche 37 des
Bauelements 2 gehen drei zylindrische, identische Aufnahmeausnehmungen 38, 39, 40 aus,
die entsprechend den Aufnahmeausnehmungen 10, 11 ausgebildet
sind und nach oben offen sind. Die Aufnahmeausnehmungen 34, 35, 36 sind
nach den Aufnahmeausnehmungen 38, 39, 40 ausgerichtet.
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Wie
bereits erwähnt,
ist gemäß 1 der Baustein 2 auf
den Baustein 1 aufgesetzt. Der Baustein 2 trägt dabei
die Bauelemente 3, 4, 5. Detaillierter
betrachtet liegt dabei die Standfläche 33 des Bausteins 2 oben
auf der Stirnfläche 28 des
Bausteins 1 auf, wobei die Aufnahmeausnehmung 30 nach
der mittleren Aufnahmeausnehmung 35 ausgerichtet ist. Dort
ist analog zu 2 ein fixierendes Verbindungselement 27 eingesetzt,
das die Trennfläche 41 zwischen
dem Baustein 1 und dem Baustein 2 durchdringt.
Nachdem das Verbindungselement 27 also sowohl in den Baustein 1 als
auch in den Baustein 2 ragt und teilweise an den Seitenwandungen
von deren Aufnahmeausnehmungen anliegt, wird eine Relativbewegung
zwischen diesen in der Ebene der Trennfläche 41 unterbunden.
Auf der Tragfläche 37 des
Bausteins 2 liegen die Standflächen 9 bzw. die Seitenfläche 22 der
Bauelemente 3, 5 bzw. 4 auf. Dabei ist
die Aufnahmeausnehmung 10 des Bauelements 3 nach
der Aufnahmeausnehmung 38 des Bausteins 2 ausgerichtet.
Die Aufnahmeausnehmung 25 des Bauelements 4 ist
nach der Aufnahmeausnehmung 39 des Bausteins 2 ausgerichtet. Die
Aufnahmeausnehmung 40 des Bausteins 2 ist nach
der Aufnahmeausnehmung 10 des Bauelements 5 ausgerichtet.
In den zueinander benachbart angeordneten Aufnahmeausnehmungen 10, 38 bzw. 25, 39 bzw. 10, 40 ist
wieder analog zu 2 jeweils ein fixierendes Verbindungselement 27 zur
entsprechenden Festlegung der Bauelemente 3, 4, 5 zueinander
eingesetzt. Ferner liegen die freien Abschlussflächen der Bauelemente 3, 5 an
den gegenüberliegenden
Seitenflächen 19, 20 des
Bauelements 4 seitlich an.
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Wenn
eine Spiel-Kugel in die Kugelrollführung 6 anfangs eingelegt
wird, wird diese aufgrund der Neigung derselben beschleunigt. Diese
rollt dann durch das Bauelement 4 über deren Kugelrollführung 7 und
gelangt auf die Kugelrollführung 8 des
Bauelements 5. Die Kugelrollführungen 6, 7, 8 fluchten
zueinander und bilden eine gemeinsame Bahn für eine Spiel-Kugel.
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In 5 ist
ein alternatives Bauelement 42 dargestellt, das dem Bauelement 4 ähnelt. Auf
die zugehörige
Beschreibung wird verwiesen. Es ist würfelartig ausgebildet. Zwei
benachbart zueinander angeordnete Seitenflächen 43, 44 des
Bauelements 42 sind über
eine bogenförmige
Kugelrollführung 45 miteinander
verbunden. Die Kugelrollführung 45 ist
dabei als gekrümmte
Bohrung ausgebildet, die im Wesentlichen einen 90°-Bogen bildet
und somit die Roll-Richtung einer rollenden Spiel-Kugel entsprechend ändert. An
den übrigen
Seitenflächen
des Bauelements 42 ist jeweils eine zylindrische Aufnahmeausnehmung 46 für ein Verbindungselement 27 vorgesehen,
die identisch zu den Aufnahmeausnehmungen 10, 11 sind
und zur Aufnahme eines fixierenden Verbindungselements 27 analog
zu 2 dienen.
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In 7 ist
ein weiterer Baustein 47 gezeigt. Dieser weist eine quadratische
untere Standfläche 48 und
eine zu der Standfläche 48 senkrecht
stehende Seitenfläche 49 auf.
Die Seitenfläche 49 ist
ebenfalls quadratisch ausgebildet und entspricht in ihrer Größe der Größe der Standfläche 48.
Die Standfläche 48 und
die Seitenfläche 49 sind über eine Schrägfläche 50 miteinander
verbunden, so dass ein gleichschenkliger Dreieckskörper gebildet
wird. In der Standfläche 48 und
der Seitenfläche 49 ist
jeweils eine Aufnahmeausnehmung 51 vorgesehen, die den Aufnahmeausnehmungen 10, 11 zur
Aufnahme eines fixierenden Verbindungselements 27 analog
zu 2 entsprechen.
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Bezug
nehmend auf 8 sind zwei Bausteine 47 vorgesehen.
Die Bausteine 47 stehen gemäß 8 mit ihren
Standflächen 48 oben
auf einem länglichen
Baustein 54. An den vertikal orientierten Seitenflächen 49 der
Bausteinen 47 liegt jeweils ein trapezförmiger Baustein 52 an.
Die Bausteine 52 laufen von den äußeren Bausteinen 47 zusammen
und liegen an gegenüberliegenden
Seiten eines würfelförmigen Bausteins 53 gemeinsam
an. Die Anordnung weist im Wesentlichen die Form eines Dreieck-Profils
auf. Benachbart zueinander angeordnete Bausteine 47, 52, 53, 54 sind
jeweils über
ein fixierendes Verbindungselement 27 analog zu 2 miteinander
verbunden, das wieder in entsprechende Aufnahmeausnehmungen eingesetzt
ist. Wie aus 8 ersichtlich ist, können die
Trennflächen
zwischen benachbart zueinander angeordneten Bausteinen 47, 52, 53, 54 horizontal
oder vertikal verlaufen. Die Verbindungselemente 27 sorgen
dabei stets für
eine fixierte Verbindung. Sie können
daher in Abhängigkeit
der Orientierung der Trennflächen
sowohl Horizontalkräfte
als auch Vertikalkräfte
aufnehmen, so dass eine Relativ-Bewegung entlang der Trennflächen durch
die Verbindungselemente und die Aufnahmeausnehmungen unterbunden
wird.
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Gemäß 9 sind
zwei würfelförmige Bausteine 53 auf
den Baustein 54 gestellt. Diese Bausteine 53 tragen
wiederum eine Reihe weiterer Bausteine 53, die die auf
dem Baustein 54 stehenden Bausteine 53 beabstandet
zu dem Baustein 54 miteinander verbinden. Die Verbindung
zwischen den Bausteinen 53, 54 erfolgt wieder über aufgenommene
fixierende Verbindungselemente 27. Diese Anordnung hat
im Wesentlichen die Form eines rechtwinkligen Kastenprofils. Auch
hier liegen sowohl vertikal also auch horizontal orientierte Trennflächen vor,
entlang welcher keine Relativ-Bewegungen
der Bausteine 53, 54 möglich ist.
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Durch
die Verbindungselemente 27, die in entsprechend gestaltete
Aufnahmeausnehmungen 10, 11, 24, 25, 26, 30, 31, 34, 35, 36, 38, 39, 40, 46, 51 lösbar einsetzbar
sind, können
Bauelemente 3, 4, 5, 42 bzw.
Bausteine 1, 2, 47, 52, 53, 54 entlang
gemeinsamen Trennflächen
nicht zueinander verrückt werden.
Eine Trennung der Bauelemente 3, 4, 5, 42 bzw.
der Bausteine 1, 2, 47, 52, 53, 54 kann
nur durch eine Bewegung derselben von einander weg in einer Richtung
erfolgen, die im Wesentlichen senkrecht zu der gemeinsamen Trennfläche ist.
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Die
Böden der
Aufnahmeausnehmungen können
gerade oder halbkugelförmig
ausgebildet sein. An die halbkugelförmigen Böden können sich entsprechend geformte
Verbindungselemente flächig anschmiegen.