DE202013100234U1

DE202013100234U1 - Kit with at least two components which can be coupled in a limited manner and whose coupling capability is magnetically coded

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Publication number: DE202013100234U1
Application number: DE201320100234
Authority: DE
Original assignee: Georg August Universitaet Goettingen; Universitaetsmedizin Goettingen Georg August Universitaet
Current assignee: Georg August Universitaet Goettingen; Universitaetsmedizin Goettingen Georg August Universitaet
Priority date: 2013-01-17
Filing date: 2013-01-17
Publication date: 2014-01-27
Anticipated expiration: 2023-01-18

Abstract

Bausatz mit mehreren Bauteilen (14), wobei die Bauteile (14) Kontaktflächen (1) aufweisen, über die sie miteinander koppelbar sind, wobei an den Kontaktflächen (1) magnetische Pole (6) ausgebildet sind, die die Koppelbarkeit der Bauteile (14) über ihre Kontaktflächen (1) auf bestimmte Relativanordnungen der Bauteile (14) einschränken, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens zwei Kontaktflächen (1) jedes Bauteils (14) jeweils vier magnetische Pole (6) in einer gleichen räumlichen Anordnung ausgebildet sind.Kit with several components (14), the components (14) having contact surfaces (1) via which they can be coupled to one another, with magnetic poles (6) being formed on the contact surfaces (1), which enable the components (14) to be coupled restrict via their contact surfaces (1) to certain relative arrangements of the components (14), characterized in that four magnetic poles (6) are formed in the same spatial arrangement on at least two contact surfaces (1) of each component (14).

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNGTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bausatz mit mehreren Bauteilen, wobei die Bauteile Kontaktflächen aufweisen, über die sie miteinander koppelbar sind, wobei an den Kontaktflächen magnetische Pole ausgebildet sind, die die Koppelbarkeit der Bauteile über ihre Kontaktflächen auf bestimmte Relativanordnungen der Bauteile einschränken.The invention relates to a kit comprising a plurality of components, wherein the components have contact surfaces, by means of which they can be coupled to one another, wherein magnetic poles are formed on the contact surfaces, which limit the coupling of the components via their contact surfaces on certain relative arrangements of the components.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Aus der EP 1 152 496 A1 ist eine Steckvorrichtung bekannt, welche aus einem Stecker und einer Buchse besteht. Der Stecker weist ein Kontaktfeld und die Buchse ein zum Kontaktfeld des Steckers passendes Gegenkontaktfeld auf. Weiter hat der Stecker eine magnetische Kodierung und die Buchse weist ebenfalls eine magnetische Kodierung auf. Bei passrichtiger Zusammensetzung von Stecker und Buchse üben diese über ihre magnetischen Kodierungen eine gegenseitige magnetische Kraft aufeinander aus, die den Stecker in die Buchse zieht. Die beiden magnetischen Kopierungen umfassen jeweils zwei magnetische Pole.From the EP 1 152 496 A1 is a plug-in device known, which consists of a plug and a socket. The plug has a contact pad and the socket has a mating contact field matching the contact pad of the plug. Further, the plug has a magnetic coding and the socket also has a magnetic coding. In the case of the correct fitting of the plug and socket, they exert mutual magnetic force on each other via their magnetic codings, which pulls the plug into the socket. The two magnetic copies each comprise two magnetic poles.

Sogenannte Penrose-Kachelungen sind aus einer kleinen Zahl unterschiedlicher Grundelemente flächenfüllend zusammengesetzt. Penrose-Kachelungen zeichnen sich dadurch aus, dass sie nicht invariant gegen Verschiebungen, d. h. nicht periodisch sind. Gleichzeitig weisen sie eine fünfzählige Rotationssymmetrie auf und sind selbstähnlich. Dies bedeutet, dass Strukturen, die bei Betrachtung in kleinem Maßstab auftreten, identisch auch bei Betrachtung in größerem Maßstab auftreten. Das Bragg-Beugungsbild einer Penrose-Kachelung weist eine fünfzählige Rotationssymmetrie auf. So-called Penrose tiling is made up of a small number of different basic elements. Penrose tilings are characterized by the fact that they are not invariant against displacements, i. H. are not periodic. At the same time they have a five-fold rotational symmetry and are self-similar. This means that structures that appear on a small scale look identical even when viewed on a larger scale. The Bragg diffraction image of a Penrose tiling has a fivefold rotational symmetry.

Aus Joshua E. S. Socolar und Paul J. Steinhardt, Phys. Rev. B, V 34, N.2, p. 617ff, 1986 , sind Eigenschaften einer dreidimensionalen Erweiterung einer Penrose-Kachelung bekannt. Hierbei handelt es sich um dreidimensionale Objekte, die nach festen Regeln aus wenigen verschiedenen Grundelementen aufgebaut sind, dabei nicht-periodisch, d. h. nicht translationsinvariant sind, und eine fünfzählige Rotationssymmetrie aufweisen. Zumindest alle Objekte einer bestimmten Isomorphie-Gruppe, der so genannten Penrose local isomorphism class, können dabei aus vier Grundelementen aufgebaut werden, und zwar den regelmäßigen rhombischen Mehrflächnern Hexaeder, Dodekaeder, Ikosaeder und Triakontaeder, wobei alle Rhomben der vier Mehrflächner identische Form aufweisen. Beim Aufbau dreidimensionaler Penrose-Kachelungen dürfen die einzelnen Rhomben der unterschiedlichen Grundelemente nur nach bestimmten Passungsregeln miteinander gekoppelt werden.Out Joshua ES Socolar and Paul J. Steinhardt, Phys. Rev. B, V34, N.2, p. 617ff, 1986 , properties of a three-dimensional extension of a Penrose tiling are known. These are three-dimensional objects which are constructed according to fixed rules from a few different basic elements, being non-periodic, ie not translationally invariant, and having a fivefold rotational symmetry. At least all objects of a certain isomorphism group, the so-called Penrose local isomorphism class, can be built from four basic elements, namely the regular rhombic multi-lobe hexahedron, dodecahedron, icosahedron and triacontahedron, all rhombs of the four Mehrflächner have identical shape. When building three-dimensional Penrose tiling, the individual rhombs of the different primitives may only be coupled together according to certain rules of fit.

Es sind Bausätze mit Bauteilen bekannt, deren Form die Form der vier Grundelemente einer dreidimensionalen Penrose-Kachelung wiedergibt. Dabei sind an den Rhomben der Bauteile mechanische Kopplungsstrukturen ausgebildet, die die Kopplungsregeln bei der dreidimensionalen Penrose-Kachelung umsetzen. D. h. die mechanischen Kopplungsstrukturen lassen nur solche Kopplungen der Bauteile des bekannten Bausatzes zu, wie sie bei einer dreidimensionalen Penrose-Kachelung aus derartigen Grundelementen zulässig wären. Als nachteilig bei diesem bekannten Bausatz erweist es sich, dass die mechanischen Kopplungsstrukturen nur im wesentlichen senkrecht zu den rhombischen Kontaktflächen zusammenfügbar sind. Dies macht die Darstellung größerer dreidimensionaler Penrose-Kachelungen mit Hilfe des bekannten Bausatzes schwierig. Insbesondere kann nicht sinnvoll getestet werden, ob beim Zusammenfügen der Bauteile auftretende Lücken durch seitliches Einschieben von Bauteilen unter Beachtung der Kopplungsregeln einer dreidimensionalen Penrose-Kachelung geschlossen werden können.There are kits with components known whose shape reflects the shape of the four basic elements of a three-dimensional Penrose tiling. In this case, mechanical coupling structures are formed on the rhombi of the components, which implement the coupling rules in the three-dimensional Penrose tiling. Ie. the mechanical coupling structures allow only those couplings of the components of the known kit, as would be permissible for a three-dimensional Penrose tiling of such basic elements. A disadvantage of this known kit, it turns out that the mechanical coupling structures are joined only substantially perpendicular to the rhombic contact surfaces. This makes the presentation of larger three-dimensional Penrose tiling difficult with the aid of the known kit. In particular, it can not be sensibly tested whether gaps occurring during assembly of the components can be closed by lateral insertion of components in compliance with the coupling rules of a three-dimensional Penrose tiling.

AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bausatz mit mehreren eingeschränkt koppelbaren Bauteilen aufzuzeigen, deren Koppelbarkeit so magnetisch kodiert ist, dass auch komplexe Regeln beim räumlichen Zusammenfügen der Bauteile sinnvolle Berücksichtigung finden können.The invention has for its object to show a kit with several components coupled with limited coupling whose coupling is so magnetically encoded that even complex rules in the spatial assembly of the components can be considered meaningful.

LÖSUNGSOLUTION

Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Schutzansprüche gelöst. Weitere bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestaltungen der Erfindung sind den abhängigen Schutzansprüchen zu entnehmen. The object of the invention is achieved with the features of the independent claims. Further preferred embodiments of the invention are to be found in the dependent claims.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF THE INVENTION

Bei einem erfindungsgemäßen Bausatz mit mehreren Bauteilen, wobei die Bauteile Kontaktflächen aufweisen, über die sie miteinander koppelbar sind und wobei an den Kontaktflächen magnetische Pole ausgebildet sind, die die Koppelbarkeit der Bauteile über ihre Kontaktflächen auf bestimmte Relativanordnung der Bauteile einschränken, sind an mindestens zwei Kontaktflächen jedes Bauteils jeweils vier magnetische Pole in einer gleichen räumlichen Anordnung ausgebildet.In a kit according to the invention with a plurality of components, wherein the components have contact surfaces, via which they are coupled to each other and wherein on the contact surfaces magnetic poles are formed, which limit the coupling of the components on their contact surfaces on certain relative arrangement of the components are at least two contact surfaces each component each formed four magnetic poles in a same spatial arrangement.

Die gleiche räumliche Anordnung der Pole bezieht sich dabei nicht auf die Polarität der Pole sondern auf ihre, von ihrer Polarität unabhängige Relativanordnung zueinander. Die jeweils vier magnetischen Pole der Kontaktflächen von zwei Bauteilen des Bausatzes können daher insbesondere so relativ zueinander angeordnet werden, dass jeweils einem an der einen Kontaktfläche ausgebildeten magnetischen Pol ein an der anderen Kontaktfläche ausgebildeter magnetischer Pol direkt gegenüberliegt. Die Polarität der magnetischen Pole an den beiden Kontaktflächen definiert dann, ob die beiden Kontaktflächen in der jeweiligen Relativanordnung oder überhaupt zusammen passen, d. h. koppelbar sind. Wenn die Koppelbarkeit in der jeweiligen Relativanordnung nicht gegeben ist, treten Abstoßungskräfte zwischen einander gegenüberliegenden gleichnamigen magnetischen Polen auf, die das Zusammenfügen der beiden Bauteile über ihre Kontaktflächen in deren aktueller Relativanordnung zumindest deutlich spürbar behindern, wenn nicht gar verhindern. The same spatial arrangement of the poles does not refer to the polarity of the poles, but to their, independent of their polarity Relative arrangement to each other. Each of the four magnetic poles of the contact surfaces of two components of the kit can therefore be arranged in particular relative to each other, that in each case one formed on the one contact surface magnetic pole directly opposite to the other contact surface formed magnetic pole. The polarity of the magnetic poles on the two contact surfaces then defines whether the two contact surfaces in the respective relative arrangement or at all fit together, ie can be coupled. If the coupling is not given in the respective relative arrangement, repulsive forces occur between opposing same-named magnetic poles, which obstruct the assembly of the two components on their contact surfaces in their current relative arrangement, at least significantly noticeable, if not prevent.

Bei einem erfindungsgemäßen Bausatz sind die mindestens zwei Kontaktflächen aller Bauteile, an denen jeweils die vier magnetische Pole ausgebildet sind, vorzugsweise vollständig eben. D. h., auf eine zusätzliche mechanische Ausrichtung der Kontaktflächen oder auch nur eine mechanische Ausrichthilfe für die Kontaktflächen wird bewusst verzichtet. Umgekehrt wird hierdurch das Einschieben von Bauteilen in bestehende Lücken zwischen mehreren bereits zusammengefügten Bauteilen erleichtert. So ist es möglich, zu erproben, ob diese seitlich eingeschobenen Bauteile aufgrund der magnetisch kodierten Koppelbarkeiten in die Lücke passen oder nicht. Im letzteren Fall machen sich die magnetischen Abstoßungskräfte beim seitlichen Einschieben der Bauteile in die Lücke deutlich bemerkbar.In a kit according to the invention, the at least two contact surfaces of all components, on each of which the four magnetic poles are formed, are preferably completely flat. D. h., An additional mechanical alignment of the contact surfaces or even a mechanical alignment aid for the contact surfaces is deliberately omitted. Conversely, this facilitates the insertion of components into existing gaps between several already assembled components. So it is possible to test whether these laterally inserted components due to the magnetically coded couplings fit into the gap or not. In the latter case, the magnetic repulsion forces during the lateral insertion of the components in the gap clearly noticeable.

Auch wenn die mindestens zwei Kontaktflächen aller Bauteile mit den daran ausgebildeten jeweils vier magnetischen Pole vorzugsweise vollständig eben sind, weisen sie ebenso bevorzugt gleiche Abmessungen auf. Wenn dann die vier magnetischen Pole jeweils in gleichen Relativlagen zu den Abmessungen der mindestens zwei Kontaktflächen aller Bauteile ausgebildet sind, kodieren sie die Koppelbarkeit der Bauteile über ihre vollflächig aneinander anliegenden Kontaktflächen. D. h. indem die Kontaktflächen gleicher Abmessungen in vollflächigen Kontakt miteinander gebracht werden, werden automatisch die an ihnen ausgebildeten magnetischen Pole paarweise einander gegenüberliegend angeordnet. So wird die magnetische Kodierung der Koppelbarkeit der Kontaktflächen mit den magnetischen Polen abgefragt.Even if the at least two contact surfaces of all components with the four magnetic poles formed thereon are preferably completely flat, they likewise preferably have the same dimensions. If then the four magnetic poles are each formed in the same relative positions to the dimensions of the at least two contact surfaces of all components, they encode the coupling of the components over their entire surface adjacent contact surfaces. Ie. By the contact surfaces of the same dimensions are brought into full-surface contact with each other, the magnetic poles formed on them are automatically arranged in pairs opposite each other. Thus, the magnetic coding of the coupling of the contact surfaces with the magnetic poles is queried.

Insbesondere können die mindestens zwei Kontaktflächen der Bauteile mit den jeweils vier magnetischen Pole zu zwei zueinander orthogonalen Symmetrieachsen spiegelsymmetrisch sein. Dies entspricht einer 180°-Drehsymmetrie der Kontaktflächen. In particular, the at least two contact surfaces of the components with the respective four magnetic poles can be mirror-symmetrical with respect to two mutually orthogonal axes of symmetry. This corresponds to a 180 ° rotational symmetry of the contact surfaces.

Von den mit vier magnetischen Pole möglichen Kodierungen der Koppelbarkeit der Kontaktflächen macht der erfindungsgemäße Bausatz insbesondere von den Kodierungen Gebrauch, bei denen die vier magnetischen Pole jeder der mindestens zwei Kontaktflächen der Bauteile entweder (i) zwei Nordpole auf der einen Seite und zwei Südpole auf der anderen Seite der einen der beiden Symmetrieachsen sind oder (ii) zwei Nordpole auf der einen Seite und zwei Südpole auf der anderen Seite der anderen der beiden Symmetrieachsen sind oder (iii) je einen Nordpol und einen Südpol auf jeder Seite jeder der beiden Symmetrieachsen umfassen.Of the possible with four magnetic poles coding the coupling ability of the contact surfaces of the kit of the invention makes particular use of the codes in which the four magnetic poles of each of the at least two contact surfaces of the components either (i) two north poles on one side and two south poles on the other side of the one of the two axes of symmetry; or (ii) two north poles on one side and two south poles on the other side of the other of the two symmetry axes, or (iii) each comprise a north pole and a south pole on each side of each of the two axes of symmetry.

Diese Verteilungen der Polaritäten der vier magnetischen Pole können durch zwei parallel zu der jeweiligen Kontaktfläche angeordnete Stabmagnete realisiert werden, die direkt an oder unter der jeweiligen Kontaktoberfläche angeordnet sind. Auf diese Weise können stärkere magnetische Kräfte zwischen den Kontaktflächen bereitgestellt werden als mit vier einzelnen Magneten für die vier magnetischen Pole an jeder Kontaktfläche.These distributions of the polarities of the four magnetic poles can be realized by two bar magnets arranged parallel to the respective contact surface, which are arranged directly at or below the respective contact surface. In this way, stronger magnetic forces can be provided between the contact surfaces than with four individual magnets for the four magnetic poles at each contact surface.

Ein erfindungsgemäßer Bausatz kann vier verschiedene Bauteile mit verschiedenen Relativausrichtungen ihrer Kontaktflächen umfassen. Dabei können diese vier Bauteile regelmäßige rhombische Hexaeder, Dodekaeder, Ikosaeder und Triakontaeder sein, deren Rhomben identische Abmessungen aufweisen und die Kontaktflächen der Bauteile sind, deren Koppelbarkeit magnetisch kodiert ist. Insbesondere können die Koppelbarkeiten der Kontaktflächen in diesem Fall den Kopplungsregeln bei einer dreidimensionalen Penrose-Kachelung aus den genannten vier Bauteilen folgen. Diese Koppelbarkeiten können magnetisch mit den drei oben angesprochenen Verteilungen der Polaritäten der magnetischen Pole (i) bis (iii) vollständig abgebildet werden. Der erfindungsgemäße Bausatz kann dann insgesamt zur Darstellung der Kopplungsregeln bei einer dreidimensionalen Penrose-Kachelung dienen. Mit den zwischen seinen Bauteilen wirksamen magnetischen Anziehungs- und Abstoßungskräften demonstriert der Bausatz wirksam die Regeln, wie sie auch für die Bildung von Quasikristallen aus den Grundelementen einer Penrose-Kachelung entsprechenden Elementarzellen gelten.An inventive kit may comprise four different components with different relative orientations of their contact surfaces. These four components may be regular rhombic hexahedrons, dodecahedra, icosahedra and triacontahedra, whose diamonds have identical dimensions and are the contact surfaces of the components whose coupling capability is magnetically coded. In particular, the couplings of the contact surfaces in this case can follow the coupling rules in the case of a three-dimensional Penrose tiling of the four components mentioned. These couplings can be fully mapped magnetically with the three above-mentioned distributions of the polarities of the magnetic poles (i) to (iii). The kit according to the invention can then be used overall for the representation of the coupling rules in the case of a three-dimensional Penrose tiling. With the magnetic attraction and repulsion forces between its components, the kit effectively demonstrates the same rules that apply to the formation of quasicrystals from elementary elements of Penrose tiling.

Der vollständige Verzicht auf mechanische Kopplungseinrichtungen bei dem erfindungsgemäßen Bausatz ermöglicht es insbesondere auch zu überprüfen, ob seitliche Lücken einer begonnenen Penrose-Kachelung durch Einfügen weiterer Bauteile geschlossen werden können oder ob die auftretenden magnetischen Abstoßungskräfte signalisieren, dass dies zumindest mit den ausprobierten Bauteilen in der ausprobierten Ausrichtung nicht möglich ist. The complete abandonment of mechanical coupling devices in the kit according to the invention makes it possible in particular to check whether lateral gaps of Penrose tiling begun can be closed by inserting additional components or whether the occurring magnetic repulsion forces signal that this at least with the tried and tested in the tried and tested Alignment is not possible.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Schutzansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Ohne dass hierdurch der Gegenstand der beigefügten Schutzansprüche verändert wird, gilt hinsichtlich des Offenbarungsgehalts der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Gebrauchsmusters Folgendes: weitere Merkmale sind den Zeichnungen zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Schutzansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Schutzansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Schutzansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Schutzansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen. Advantageous developments of the invention will become apparent from the claims, the description and the drawings. The advantages of features and of combinations of several features mentioned in the description are merely exemplary and can take effect alternatively or cumulatively, without the advantages having to be achieved by embodiments according to the invention. Without altering the subject matter of the attached claims, the following applies to the disclosure content of the original application documents and the utility model: Further features can be found in the drawings. The combination of features of different embodiments of the invention or of features of different protection claims is also different from the chosen relationships of the protection claims possible and is hereby stimulated. This also applies to those features which are shown in separate drawings or are mentioned in their description. These features can also be combined with features of different protection claims. Likewise, features listed in the claims for further embodiments of the invention can be omitted.

Die in den Schutzansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs "mindestens" bedarf. Wenn also beispielsweise von einem Element die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau ein Element, zwei Elemente oder mehr Elemente vorhanden sind. Diese Merkmale können durch andere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, aus denen das jeweilige Erzeugnis besteht.The features mentioned in the claims and the description are to be understood in terms of their number that exactly this number or a greater number than the said number is present, without requiring an explicit use of the adverb "at least". For example, when talking about an element, it should be understood that there is exactly one element, two elements or more elements. These features may be supplemented by other features or be the only characteristics that make up the product in question.

Die in den Schutzansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Umfangs der durch die Schutzansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Schutzansprüche leichter verständlich zu machen. The reference numerals contained in the claims do not represent a limitation on the scope of the protected by the claims objects. They only serve the purpose of making the protection claims easier to understand.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Die Erfindung wird im Folgenden anhand konkreter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. The invention will be explained and described in more detail below with reference to specific embodiments with reference to the accompanying drawings.

1 zeigt drei verschiedene magnetische Kodierungen von rhombischen Kontaktflächen, wie sie den Kopplungsregeln bei einer dreidimensionalen Penrose-Kachelung aus regelmäßigen rhombischen Hexaedern, Dodekaedern, Ikosaedern und Triakontaedern entsprechen. 1 shows three different magnetic codes of rhombic contact surfaces, as they correspond to the coupling rules in a three-dimensional Penrose tiling of regular rhombic hexahedra, dodecahedra, icosahedra and triacontahedra.

2 zeigt zwei mögliche Anordnungen von einzelnen knopfförmigen Magneten zur Realisierung der magnetischen Kodierungen gemäß 1 an bzw. unter der zugehörigen Kontaktfläche. 2 shows two possible arrangements of individual button-shaped magnets for realizing the magnetic codes according to 1 at or below the associated contact surface.

3 zeigt relative Ausrichtungen von zwei Stabmagneten, um die magnetischen Kodierungen gemäß 1 zu realisieren. 3 FIG. 4 shows relative orientations of two bar magnets to determine the magnetic encodings according to FIG 1 to realize.

4 zeigt die Anordnung eines der Stabmagnete gemäß 3 an bzw. unter der zugehörigen Kontaktfläche. 4 shows the arrangement of one of the bar magnets according to 3 at or below the associated contact surface.

FIGURENBESCHREIBUNGDESCRIPTION OF THE FIGURES

Die in 1 dargestellten Kontaktflächen 1 sind rhombisch, d. h. rautenförmig, und zweifach spiegelsymmetrisch. Die eine Symmetrieachse 2 ist die kurze Diagonale 3 der Rhomben, während die andere Symmetrieachse 4 die lange Diagonale 5 der Rhomben ist. Im Zentrum der Rhomben sind vier magnetische Pole 6 in ebenfalls zweifach spiegelsymmetrischer Anordnung ausgebildet. Ebenso wie die Abmessungen der Kontaktflächen 1 jeweils gleich ist, ist auch die Lage der magnetischen Pole 6, abgesehen von ihrer Polarität, jeweils gleich. Durch die Polaritäten der magnetischen Pole 6, die hier mit einem "N" für einen magnetischen Nordpol und einem "S" für einen magnetischen Südpol angezeigt sind, sind die Kopplungsregeln zwischen den rhombischen Kontaktflächen von regelmäßigen rhombischen Hexaedern, Dodekaedern, Ikosaedern und Triakontaedern bei einer dreidimensionalen Penrose-Kachelung magnetisch kodiert. Bei der Kontaktfläche 1 gemäß 1(a) ist der Fall gezeigt, dass die Kontaktfläche 1 mit einer identischen Kontaktfläche nach Drehung einer der beiden Kontaktflächen um die lange Diagonale 5 zusammengefügt werden können. Dazu sind die Nordpole N und die Südpole S jeweils auf einer Seite der der langen Diagonale 5 entsprechenden Symmetrieachse 4 angeordnet. So liegen beim Drehen einer von zwei solchen Kontaktflächen 1 jeweils Nord- und Südpole einander paarweise gegenüber und ziehen sich an. Damit wird angezeigt, dass diese Art der Kopplung erlaubt ist. Mit einem stumpfen Pfeil 7 in Richtung der langen Diagonalen 5 ist die Kontaktfläche 1 gemäß 1(a) in der für die hier umgesetzte Kopplungsregel einer dreidimensionalen Penrose-Kachelung üblichen Weise markiert.In the 1 illustrated contact surfaces 1 are rhombic, ie rhombic, and doubly mirror-symmetric. The one axis of symmetry 2 is the short diagonal 3 the rhombs, while the other axis of symmetry 4 the long diagonal 5 the rhombs is. At the center of the rhombs are four magnetic poles 6 also formed in two mirror-symmetrical arrangement. As well as the dimensions of the contact surfaces 1 is the same, is also the position of the magnetic poles 6 Apart from their polarity, they are the same. Due to the polarities of the magnetic poles 6 Indicated here with an "N" for a magnetic north pole and an "S" for a south magnetic pole, the coupling rules between the rhombic contact surfaces of regular rhombic hexahedrons, dodecahedrons, icosahedrons, and triaconta are magnetically encoded in a three-dimensional Penrose tiling. At the contact surface 1 according to 1 (a) the case is shown that the contact surface 1 with an identical contact surface after rotation of one of the two contact surfaces around the long diagonal 5 can be joined together. These are the north pole N and the south pole S each on one side of the long diagonal 5 corresponding symmetry axis 4 arranged. Thus, when turning one of two such contact surfaces 1 North and South poles face each other in pairs and attract each other. This indicates that this type of pairing is allowed. With a dull arrow 7 in the direction of the long diagonal 5 is the contact surface 1 according to 1 (a) marked in the usual way for the coupling rule implemented here of a three-dimensional Penrose tiling.

Gemäß 1(b) ist diese Markierung ein spitzer Pfeil 8 längs der kurzen Diagonalen 3. Dies weist daraufhin, dass zwei identische Kopien der in 1(b) gezeigten Kontaktflächen 1 koppelbar sind, nachdem eine um die kurze Diagonale 3 geklappt oder gedreht wurde. Zur magnetischen Kodierung dieser Koppelbarkeit liegen die beiden Nordpole N und die beiden Südpole S auf jeweils einer Seite der Symmetrieachse 2 längs der kurzen Diagonalen 3.According to 1 (b) this mark is a pointed arrow 8th along the short diagonal 3 , This indicates that two identical copies of the in 1 (b) shown contact surfaces 1 can be coupled after one around the short diagonal 3 worked or was turned. For magnetic coding of this coupling, the two north poles N and the two south poles S lie on one side of the axis of symmetry 2 along the short diagonal 3 ,

Gemäß 1(c) ist das Symbol zur Verdeutlichung der Kopplungsregel bei einer dreidimensionalen Penrose-Kachelung eine Linie 10 längs der langen Diagonalen 5. Diese zeigt an, dass zwei solche Kontaktflächen 1 sowohl nach Drehung der einen um die kurze Diagonale 3 als auch nach Drehung der einen um die lange Diagonale 5 miteinander gekoppelt werden können. Zur magnetischen Kodierung dieser Koppelbarkeit liegen auf jeder Seite jeder der beiden Diagonalen 3 und 5 jeweils ein Nordpol N und ein Südpol S. According to 1 (c) For the purpose of clarifying the coupling rule in a three-dimensional Penrose tiling, the symbol is a line 10 along the long diagonal 5 , This indicates that two such contact surfaces 1 both after rotation of one to the short diagonal 3 as well as after rotation of the one around the long diagonal 5 can be coupled together. For magnetic coding of this coupling on each side of each of the two diagonals 3 and 5 one north pole N and one south pole S.

Grundsätzlich können mit vier magnetischen Pole 6 auch noch andere magnetische Kodierungen vorgenommen werden. Die in 1(a) bis (c) gezeigten Verteilungen der Polaritäten der magnetischen Pole 6 sind jedoch für die magnetische Kodierung der Kopplungsregelung bei einer dreidimensionalen Penrose-Kachelung ausreichend.Basically, with four magnetic poles 6 also other magnetic encodings are made. In the 1 (a) to (c) shown distributions of the polarities of the magnetic poles 6 however, are sufficient for the magnetic coding of the coupling control in three-dimensional Penrose tiling.

2 deutet an, wie mit Permanentmagneten an (a) oder unter (b) der jeweiligen Kontaktfläche 1 die magnetischen Pole 6 gemäß 1 ausgebildet werden können, wobei für jeden einzelnen magnetischen Pol 6 ein separater knopfförmiger Permanentmagnet 11 vorgesehen ist. Auch wenn in 2 diese Permanentmagnete 11 senkrecht zu der Kontaktfläche 1 gestreckt dargestellt sind, können sie eine deutlich geringere Tiefe von der Kontaktfläche 1 weg haben und bis zu scheibenförmig sein. 2 indicates, as with permanent magnets on (a) or under (b) of the respective contact surface 1 the magnetic poles 6 according to 1 can be formed, wherein for each individual magnetic pole 6 a separate button-shaped permanent magnet 11 is provided. Even if in 2 these permanent magnets 11 perpendicular to the contact surface 1 stretched, they can have a much smaller depth of the contact surface 1 have away and be up to disc shaped.

3 zeigt wie mit jeweils zwei Stabmagneten 12 vier magnetische Pole 6 ausgebildet werden können, um die magnetischen Kodierungen von Kopplungsflächen 1 gemäß 1 zu realisieren. Dabei sind die Stabmagnete 12 in 3(a) so angeordnet, dass die magnetischen Pole 6 mit der Polarität gemäß 1(a) ausgebildet werden. Die Anordnung der Stabmagnete 12 gemäß 3(b) bildet die magnetischen Pole 6 mit der Polarität gemäß 1(b) aus. Die magnetischen Pole 6 mit der Polarität gemäß 1(c) kann demgegenüber mit zwei verschiedenen Anordnungen der Stabmagnete 12 ausgebildet werden, wie sie in 3(c) und 3(d) dargestellt sind. 3 shows as with two bar magnets 12 four magnetic poles 6 can be formed to the magnetic codes of coupling surfaces 1 according to 1 to realize. Here are the bar magnets 12 in 3 (a) arranged so that the magnetic poles 6 according to the polarity 1 (a) be formed. The arrangement of bar magnets 12 according to 3 (b) forms the magnetic poles 6 according to the polarity 1 (b) out. The magnetic poles 6 according to the polarity 1 (c) In contrast, with two different arrangements of the bar magnets 12 be trained as they are in 3 (c) and 3 (d) are shown.

4 zeigt wie ein Stabmagnet 12 an der jeweiligen Kontaktfläche 1 liegen kann (a) bzw. unterhalb der jeweiligen Kontaktfläche 1 eingebettet sein kann (b). Die Anordnung der Stabmagnete 12 direkt an der Kontaktfläche 1 gemäß 4(a) hat den Vorteil, dass sich größere magnetische Kräfte zwischen zwei aneinander zur Anlage gebrachten Kontaktflächen 1 ausbilden, und zwar sowohl anziehende, wenn eine Koppelbarkeit der Kontaktflächen gegeben ist, also auch abstoßende, wenn diese Koppelbarkeit nicht gegeben ist. Umgekehrt sind die Stabmagnete 12 in der Anordnung gemäß 4(b) von dem Material 13 eines jeweiligen Bauteils 14, das die Kontaktfläche 1 aufweist, geschützt. 4 shows like a bar magnet 12 at the respective contact surface 1 can lie (a) or below the respective contact surface 1 can be embedded (b). The arrangement of bar magnets 12 directly at the contact surface 1 according to 4 (a) has the advantage that larger magnetic forces between two abutting contact surfaces 1 form, both attractive, if a coupling capability of the contact surfaces is given, so repulsive, if this coupling is not given. Conversely, the bar magnets 12 in the arrangement according to 4 (b) from the material 13 a respective component 14 that the contact surface 1 has protected.

Ein erfindungsgemäßer Bausatz weist mindestens zwei Bauteile 14 mit jeweils mindestens 2 Kontaktflächen 1 auf, an denen die magnetischen Pole 6 ausgebildet sind. Insbesondere weist ein erfindungsgemäßer Bausatz, wie bereits angesprochen wurde, Bauteile in Form regelmäßiger rhombischer Hexaeder, Dodekaeder, Ikosaeder und Triakontaeder auf, wobei alle Rhomben als Kontaktflächen 1 identische Abmessungen aufweisen und bezüglich ihrer Koppelbarkeiten untereinander gemäß 1 magnetisch kodiert sind. Dabei entspricht die Verteilung der Kontaktflächen mit den einzelnen Koppelbarkeiten den bekannten Kopplungsregeln bei einer dreidimensionalen Penrose-Kachelung. Der erfindungsgemäße Bausatz kann so als Modellbausatz für Quasikristalle verwendet werden.An inventive kit has at least two components 14 each with at least 2 contact surfaces 1 on where the magnetic poles 6 are formed. In particular, an inventive kit, as already mentioned, components in the form of regular rhombic hexahedron, dodecahedron, icosahedron and triacontahedron, all diamonds as contact surfaces 1 have identical dimensions and with respect to their interchangeability with each other according to 1 are magnetically encoded. The distribution of the contact surfaces with the individual couplings corresponds to the known coupling rules in a three-dimensional Penrose tiling. The kit according to the invention can thus be used as a model kit for quasicrystals.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Kontaktfläche contact area
22: Symmetrieachse axis of symmetry
33: kurze Diagonale short diagonal
44: Symmetrieachse axis of symmetry
55: lange Diagonale long diagonal
66: magnetischer Pol magnetic pole
77: stumpfer Pfeil dull arrow
88th: spitzer Pfeil sharp arrow
1010: Linie line
1111: Magnet magnet
1212: Stabmagnet bar magnet
1313: Material material
1414: Bauteil component
NN: magnetischer Nordpol magnetic north pole
SS: magnetischer Südpol magnetic south pole

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1152496 A1 [0002]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

Joshua ES Socolar and Paul J. Steinhardt, Phys. Rev. B, V34, N.2, p. 617ff, 1986 [0004]

Claims

Kit with several components ( 14 ), the components ( 14 ) Contact surfaces ( 1 ), via which they can be coupled to one another, wherein at the contact surfaces ( 1 ) magnetic poles ( 6 ) are formed, the coupling of the components ( 14 ) via their contact surfaces ( 1 ) to certain relative arrangements of the components ( 14 ), characterized in that at least two contact surfaces ( 1 ) of each component ( 14 ) each have four magnetic poles ( 6 ) are formed in a same spatial arrangement.

Kit according to claim 1, characterized in that the at least two contact surfaces ( 1 ) of all components ( 14 ) are just.

Kit according to one of the preceding claims, characterized in that the at least two contact surfaces ( 1 ) of all components ( 14 ) have the same dimensions.

Kit according to claim 3, characterized in that the four magnetic poles ( 6 ) in each case in the same relative positions to the dimensions of the at least two contact surfaces ( 1 ) of all components ( 14 ) are formed.

Kit according to one of the preceding claims, characterized in that the at least two contact surfaces ( 1 ) of the components ( 14 ) to two mutually orthogonal symmetry axes ( 2 . 4 ) are mirror symmetric.

Kit according to claim 5, characterized in that the four magnetic poles ( 6 ) each of the at least two contact surfaces ( 1 ) of the components ( 14 ) either - two north poles N on one side and two south poles S on the other side of one of the two symmetry axes ( 2 ) or - two north poles N on one side and two south poles S on the other side of the other of the two symmetry axes ( 4 ) or - one north pole N and one south pole S on each side of each of the two symmetry axes ( 2 . 4 ) are.

Kit according to one of the preceding claims, characterized in that the four magnetic poles ( 6 ) by two parallel to the respective contact surface ( 1 ) arranged bar magnets ( 12 ) are formed.

Kit according to claim 7, characterized in that the bar magnets ( 12 ) at or below the respective contact surface ( 1 ) are arranged.

Kit according to one of the preceding claims, characterized in that four different components ( 14 ) with different relative orientations of their contact surfaces ( 1 ) are provided.

Kit according to claim 9, characterized in that the four components ( 14 ) are regular rhombic hexahedrons, dodecahedra, icosahedra and triacontahedra, the rhombs of the four components ( 14 ) have identical dimensions and the contact surfaces ( 1 ) of the components ( 14 ) are.

Kit according to claim 10, characterized in that the coupling of the four components ( 14 ) via their contact surfaces ( 1 ) the coupling rules for a three-dimensional Penrose tiling from the components ( 14 ) follows.