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Zusammenklappbarer Hohlkörper - Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf einen zusssmenklappbaren, von selbst wieder seine räumliche Konfiguration
einnehmenden Hohlkörper, aus einem entlang seiner Kanten biegsamen, flächenmäßig
jedoch steifen Material, beispielsweise Karton.
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Vollkommen geschlossene nohlkörper beliebiger Konfiguration können
naturgemäß nicht zusammengeklappt werden, weil die Raunform durch die Verbindung
der Seitenkanten der einzelnen Flächen des Hohlkörpers genau definiert ist. Durch
das Vorsehen von zusätzlichen Schnitt-und Palzlinien kann zwar erreicht werden,
daß ein derartiger
Hohlkörper zusammengeklappt werden kann; Jedoch
ergibt sich dann die Schwierigkeit, daß die Eckpunkte dieses Hohlkörpers nach dem
Aufklappen nicht hinreichend definiert sind, so daß der Hohlkörper räumlich nicht
stabil ist.
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Im Hinblick auf diesen Tatbestand ist es densufolge Ziel der vorliegenden
Erfindung, einen zusammenklappbaren Hohlkörper zu schaffen, welcher von selbst wieder
seine ursprüngliche räumliche Konfiguration einnimmt und in diesem Zustand räumlich
stabil ist.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daB wenigstens eine Fläche
des Hohlkörpers mit wenigstens einer zwei Eckpunkte verbindenden Schnittlinie versehen
ist, während im Bereich des zwischen diesen beiden Eckpunkten liegenden Eckpunktes
wenigstens ein elastischee Element in den Bereich eines weitere Eckpunktes dieser
Fläche rührt.
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Eine erste Möglichkeit fUr die Konstruktion eines derartigen Hohlkörpers
ergibt sich dadurch, daß die mit der Schnitt linie versehene Fläche eine quadratische
Fläohe ist, bei welcher die Schnittlinie entlang einer Diagomalen geführt ist, während
das elastische Element die Eckpunkte der anderen Diagonalen verbindet.
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Eine zweite Möglichkeit eines derartigen Hohlkörpere ergibt sich
Jedoch dadurch, daß die mit wenigstens einer Schnittlinie versehene Fläche eine
Sechseckfläche ist, bei welcher zwei parallel verlaufende, Jedoch swei Eckpunkte
verbindende Schnittlinien vorgesehen sind, während das elastische Element die zwei
verbleibenden Eckpunkte miteinander verbindet.
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Im Hinblick auf diese beiden Möglichkeiten für die Herstellung eines
derartigen Hohlkörpers kann derselbe entweder ein Quader oder ein Sechseckzylinder,
eine quadrastische oder sechseckige Pyramide oder ein quadratischer oder sechseckiger
Pyramidenstumpf sein.
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Als elastisches Element kann zweckmäßigerweise ein Gummiband verwendet
werden, welches mit Hilfe von Metallklammern eingehängt ist, die in den von den
betreffenden Eckpunkten der zusammenklappbaren Flache ausgehenden Seitenkanten des
Hohlkörpers eingesetzt sind.
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Um mit Hilfe derartiger Hohlkörper komplizierte Gebilde schaffen
zu können, erweist es sich als zweckmäßig, wenn mehrere derartige Hohlkörper miteinander
verbunden sind.
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Ein Uberraschungsgeschenk - beispielsweise für Werbezwecke - ergibt
sich dadurch, daß mehrere Hohlkörper dieser Art in zusammengeklapptem Zustand in
einer mit einer Klappe versehenen Schachtel angeordnet sind.
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Eine derartige Schachtel für die Aufnahme einer Mehrzahl von Hohlkörpern
weist zweckmäßigerweise ein in einem Außenteil verschiebbares Innenteil auf, das
nach oben hin mit einer sich öffnenden Klappe versehen ist Damit die Klappe möglichst
abrupt sich öffnet, erweist es sich als zweckmäßig, wenn der Innenteil In seinem
rückwärtigen Bereich mit einem Hohlkörper versehen ist, und daß die am Ende des
Innenteils schwenkbar angelenkte Klappe nur bis an den Hohlkörper heranreicht.
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Um ebenfalls die zum bffnen der Schachtel oersendete Zugkraft für
die oeffnung der Klappe mitsßrwenden zu
können, erscheint es vorteilhaft,
wenn die vordere Stirnfläche des Innenteils mit einer Zugquaste versehen ist und
gleichzeitig mit der Klappe herausschwenkbar ist.
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Die Erfindung 8011 nunmehr anhand von AusfUhrungsbeispielen näher
erläutert und beschrieben werden, wobei auf die beigefügte Zeichnung 3ezug genommen
ist. Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf die zusammenklappbare Fläche eines Hohlkörpers
in quadratischer Konfiguration, Fig. 2 eine seitliche Ansicht der in Fig. 1 dargestellten
quadratischen Fläche in zusammengeklapptem Zustand, Fig. 3 eine Draufsicht auf die
zusammenklappbare Fläche eines Hohlkörpers in Sechseckkonfiguration, Fig. 4 eine
seitliche Ansicht der in Fig. 3 dargestellten Sechseckfläche in zusa«mengeklapptem
Zustand, Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines gemäß der vorliegenden Erfindung
gebauten zusammenklappbaren Würfels, Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer gemäß
der vorliegenden Erfindung gebauten zusammenklappbaren Pyramide, Fig. 7 eine perspektivische
Ansicht eines gemäß der vorliegenden Erfindung gebauten zusammenklappbaren 5echseckzylinders,
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht einer gemäß der vorliegenden Erfindung gebauten
zusammenklappbaren Seohseokpyramide,
Fig.9a und 9b Draufsichten
auf zwei verschiedene Ausschnitte te zur Herstellung des in Fig. 5 dargestellten
Würfels, Fig.10 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt zur Herstellung der in Fig.
6 dargestellte quadratischen Pyramide, Fig.11 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt
zur Her-stellung des in Pig. 7 dargestellten Sechseckzylinders, Fig.12 eine Draufsicht
auf einen Auschnitt zur Herstellung der in Fig. 8 dargestellten Sechseckpyramide,
Fig.13 eine perspektivische Ansicht einer der Aufnahme der erfindungsgemäßen Hchlkörper
dienende dienende Schachtel, Fig.14 eine seitliche Schnittansicht der in Fig. 13
dargestellten Schachtel in geschlossenem Zustand, und Fig.15 eine seitliche Schnittansicht
der in Pig, 13 dargestellten Schachtel in geöffnetem Zustand.
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Zur Erläuterung des Prinzipe der vorliegenden Erfindung sei zuerst
auf die Figuren 1 bis 4 Bezug genommen, in welchen die beiden Möglichkeiten für.
die Ausbildung der zusammenklappbaren Fläche der erfindungsgemäßen Hohlkörper dargestellt
sind.
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Die erste Möglichkeit einer derartigen Fläche ist in Fig. 1 dargestellt.
Diese Figur zeigt eine quadratische Fläche 1, welche entlang einer Diagonalen mit
einer Schnittlinie
2 versehen ist, welche die Eckpunkte 3 und 4
miteinander verbindet. Die andere Diagonale bildet eine Falzlinie 5, welche die
Eckpunkte 6 und 7 miteinander verbindet.
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Beim Zusammenklappen dieser Fläche 1 durch Drücken in Richtung der
Schnittlinie 2 werden gemäß Fig. 2 zwei.
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doppelte Dreieckflächen gebildet, wobei die Schnittlinie 2 eich öffnet.
Die freien Kanten der beiden Dreieckflächen werden durch Je eine Hälfte der Schnitt
linie 2 und der Falzlinie 5 gebildet.
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Beim Aufklappen dieser gemäß Fig. 2 zusammengefalteten quadratischen
Fläche 1 durch Zug entlang der Falzlinie 5 entsteht erneut die in Fig. 1 dargestellte
quadratische Fläche 1. Diese Fläche 1 ist trotz der Schnittlinie 2 bezüglich ihrer
Eckpunkte stabil, weil durch die durch die Eckpunkte 3, 4, 6 begrenzte Dreieckfläche
die eine Hälfte der quadratischen Fläche 1 fixiert ist, während durch die durch
die Eckpunkte 3, 7 und 4 festgelegte Dreieckfläche die andere Hälfte der quadratischen
Fläche 1 fixiert ist.
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Fig. 3 zeigt die zweite Möglichkeit einer derartigen zusairmenklappbaren
Fläche in Form einer Sechseckfläche 8. Diese Sechseckfläche 8 weist zwei parallel
zueinander verlaufende Schnittlinien 9 und 10 auf, welche die Eckpunkte 11 und 12
bzw. 13 und 14 miteinander verbinden.
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Die Sechseckfläche 8 weist ferner eine Falzlinie 15 auf, welche die
Eckpunkte 16 und 17 miteinander verbindet.
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Beim Zusammenklappen der in Fig. 3 dargestellten Sechseckfläche 8
wird der durch die Eckpunkte 11, 12, 13
und 14 festgelegte mittlere
Bereich gemäß Fig, 4 zu einer doppelten Rechteckfläche gefaltet, welche nach oben
hin durch einen Teil der Falzlinie 15 begrenzt ist, während die Seiten durch Teile
der Schnittlinie 9, 10 begrenzt sind.
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Neben dieser Rechteckfläche bilden sich zwei Dreieck chen aus, die
den Dreieckflächen gemäß den Eckpunkten 11, 12, 16 und 13, 14, 17 entsprechen. Diese
Dreieckflächen sind zum; Teil durch Teile der Falzlinie 15 und zum Teil durch Teile
der Schnittlinien 9, lo begrenzt.
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Beim erneuten Aufklappen der gemäß Fig. 4 zusammengeklappten Sechseckfläche
8 - was durch den Zug in Richtung der Eckpunkte 16, 17 erfolgt, - nimmt die Sechseckfläche
8 erneut die in Fig. 3 dargestellte Konfiguration an. Diese Sechseckfläche 8 ist
bezüglich ihrer Eckpunkte im aufgeklappten Zustand stabilisiert, weil die durch
die Eckpunkte 11, 12, 16 und 13, 14, 17 begrenzten Dredeckflächen die Eckpunkte
16 und 17 in bezug auf die Eckpunktpaare 11, 12; 13, 14 stabilisieren, während die
durch die Eckpunkte 11, 12, 13, 14 Rechteckfläche diese vier Eckpunkte in bezug
auf einander fixiert sind.
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Ee erscheint einleuchtend, daß mit Hilfe derartiger zusammenklappbarer
quadratischer oder Sechseckflächen 1, 8 zusammenklappbare Hohlkörper gebaut werden
können, welche wahlweise eine zylindrische pyramidenförmige oder pyramidenstumpfförmige
Konfiguration aufweisen.
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Bei Verwendung einer zylindrischen Konfiguratjoj erscheint es Jedoch
notwendig, daß die beiden Stirnflächen dieser zylinderförmigen Hohlkörper mit Je
einer identisch auagebildeten zusammenklappbaren FlAche gemäß Fig. 1 der 3 versehen
sind. Bei pyramidenstumpfförmigen Hohlkörpern
müssen dagegen zwei
zusammenklappbare Flächen mit verechiedener Größe verwendet werden.
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In diesem Zusammenhang erscheint es noch erwähnenswert, daß die Höhe
dieser Hohlkörper beliebig gewählt werden kann, da die Längserstreckung der Hohlkörper
in dieser Richtung den Zusarnrnenklappvorgang in keinster Weise beeinträchtigt.
Ferner kann die Breite des mittleren rechteckigen Stückes der in Fig. 3 dargestellten,
durch die Eckpunkte 11, 12, 13 und 14 begrenzten Sechseckfläche beliebig gewählt
werden, vveil auch diese Breite für den Zusammenklappvorgang keine Rolle spielt.
Schließlich sei erwähnt, daß die in Fig. 1 und 3 dargestellten Schnittlinien 2,
9 und lo nicht notgedrungenermaßen gerade verlaufen müssen, weil auch ein gekrümmter
oder abgewinkelter Verlauf dieser Schnittlinien 2, 9 und 1o ein Zusammenklappen
dieser Flächen 1 und 8 erlaubt, solange die Schnittlinien 2, 9 und 1o von den entsprechenden
Eckpunkten 3, 4 bzw. 11, 12 oder 13, 14 ausgehen.
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Fig. 5 zeigt eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
in Form eines Hohlwürfels 18. Dieser Hohlwürfel 18 weist an zwei gegenüberliegenden
Flächen zusammenklappbare Flächen 1 gemäß Fig. 1 auf. Dieser Hohlwürfel 18 ist mit
einem Gummiband 19 versehen, welches mit Hilfe von metallischen Klammern 20, 21
in Jenen Seitenkanten des Hohlwürfels 18 eingehängt ist, die von den Enden der Falzlinien
5 der zusammenklappbaren Flächen 1 ausgehen. Im zusammengeklappten Zustand nimmt
dieser Hohlwürfel 18 eine Form ein, bei welcher die oberen und unteren Enden der
Darstellung von Fig. 2 entsprechen. Dieses Zusammenklappen kann dadurch hervorgerufen
werden, indem Jene beiden Seitenkanten des Hohlwürfels 18 zusammengedrUckt werden,
welche
die Enden der Schnittlinien 2 der zusammenklappbaren Flächen 1 miteinander verbinden.
Während dieses Zusammenklappens wird naturgemäß das Gummiband 19 gedehnt, so daß
beim Lösen des aUF den Seitenkanten des Hohlwürfels 18 ausgeübten Druckes der Hohlwürfel
18 erneut seine ursprdngliche Raumform einnimmt.
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Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hohlkörpers
n Form von einer quadratischen Hohlpyramide 22. Diese quadratnsche Hohlpyramide
22 weist eine einzige quadratische Flache 1 gemäß Fig. t auf.
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Das Gummiband 19 ist in diesem Fall ebenfalls mit metallischen Klammern
20, 21 gehalten, welche in jenen zwei gegenüberliegenden Pyramidenkanten eingesetzt
sind, die von den die Enden der Faltlinie 5 bildenden Eckpunkten 6, 7 zu der Pyramidenspitze
23 führen. Beim Zusammenklappen dieser quadratischen Pyramide 22 wird die untere
Fläche der Hohipyramide 22 entsprechend der Darstellung von Fig.2 zusammengeklappt,
wobei das Gummiband 19 gedehnt wird.
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Bei diesem Zusammenklappen werden Jedoch jeweils zwei Pyramidenflächen
wegen ihrer gemeinsamen Verbindungskante winkelmäßig gegeneinander verdreht, was
zur Folge hat, daß die in Fig. 2 dargestellten doppelten Dreieckflächen in bezug
auf einander gegenüber dem Punkt 4 verschwenkt weden. Dies hat zur Folge, daß beim
Zusammenklappen der quadratischen Hohlpyramide 22 die durch die Punkte 6, 4 und
7 führende Linie von Fig. 2 im Punkte 4 zusätzlich noch geknickt wird, wobei die
Größe dieser zusätzlichen Knikkung im Punkte 4 von Fig. 2 von der Höhe der Pyramide
22 abhängt. Der Zusammenfaltvorgang wird jedoch dadurch nicht beeinträchtigt, weil
die Schnittlinie 2 gemaß Fig. 2 beliebig weit aufgeklappt werden kann. Beim Lösen
des in Richtung der Schnitt linie 2 von Fig. 6 ausgeübten Druckes auf die entsprechenden
Eckpunkte 3 und 4 klappt die zusammengeklappte quadratische Hohlpyramide 22 erneut
in ihre ursprüngliche
Raumform, wobei sich das Gummiband 19 entsprechend
verkuerzt.
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Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsformdes erfindungsgemäßen Hohlkörpers
in Form eines Sechseckhohlzylinders 24, Bei dieser Ausführungsform sind die beiden
Stirnflächen des Sechseckhohlzylinders 24 entsprechend der Sechseckfläche 8 von
Fig. 3 ausgebildet. Das Gummiband 19 ist auch in diesem Fall mit Hilfe von Metallklammern
20, 21 gehalten, welche in jenen Seitenkanten des Sechseckzylinders 24 eingesetzt
sind, die in den die Falzlinien 15 abschließenden Eckpunkten 16, 17 miteinander
verbinden..
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Beim Zusammenklappen dieses Sechseckhohlzylinders 24 nehmen die beiden
Stirnflächen desselben die in Fig. 4 dargestellte Konfiguration an, wobei naturgemäß
das Gummiband 10 gedehnt wird. Beim Lösen des auf den Sechseckhohlzylinder 24 ausgeübten
seitlichen Druckes nimmt der Sechseckhohlzylinder 24 aufgrund der Zugkraft des Gummibandes
19 seine in Fig. 7 dargestellte räumliche Konfiguration wieder an.
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Fig. 8 zeigt schließlich eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Hohlkörpers in Form einer Sechseckhohlpyramide 25. Die untere Fläche dieser Sechseckhohlpyramide
25 ist entsprechend der Sechseckfläche 8 von Fig. 3 ausgebildet. Das Gummiband 19
ist mit Hilfe von entsprechenden metallischen Klammern 20 und 21 an Jenen zwei Seitenkanten
der Sechseckhohlpyramide 25 eingehängt, welche die durch die Falzlinie 15 verbundenen
Eckpunkte 16, 17 mit der Pyramidenspitze 26 verbinden. Beim Zusammenklappen wird
die untere Fläche der Sechseckhohlpyramide 25 entspreohend Fig. 4 gefaltet, wobei
in Ubereinstimmung mit den Ausführungen von Fig. 6 wegen der auseinanderliegenden
Dreieckpyramidenflächen eine Knickung.der durch die Punkte
16,
11, 13 und 17 führenden Linie von Fig. 4 - und zwar in den Punkten 11 und 13, -
stattfindet. Die Größe dieser Knickung hängt wiederum von der Höhe der Sechseckhohlpyramide
25 ab. Aufgrund dieser zusätzlichen Knickung werden die Schnittlinien 9 und 1o gemäß
Fig. 4 noch weiter zum Aufklappen gebracht, wodurch Jedoch der Zusammenklappvorgang
in keinster Weise beeinträchtigt wird. Beim Lösen des seitlich auf die Sechseckhohlpyramide
26 ausgeübten Druckes springt die Sechseckhohlpyramide 25 aufgrund der durch das
Gummiband 19 ausgeübten elastischen Kräfte in ihre in Fig. 8 dargestellte ursprüngliche
Raumform zurück.
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Vier der unteren Eckpunkte der Sechseckpyramide werden dabei durch
den rechteckförmigen Flächenbereich der Sechseckfläche 8 von Fig. 3 räumlich fixiert,
während die beiden anderen Eckpunkte 16 und 17 im Bereich der Befestigung des Gummibandes
19 durch die verbleibenden dreieckförmigen Flächenbereiche der Sechseckfläche 8
in bezug auf die anderen Eckpunkte fixiert werden.
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Obwohl dies in den Figuren nicht besonders gezeigt ist, so ist es
einleuchtend, daß im Rahmen der vorliegenden Erfindung ebenfalls Hohlkörper gebaut
werden können, welche als quadratische oder sehseckige Pyramidenstümpfe ausgebildet
sind. Bei derartigen Hohlkörpern ist die obere zusammenklappbare Fläche identisch,
jedoch im verkleinerten Maßstab ausgebildet. Beim Zusàmmenklapnen der oberen kleineren
Fläche tritt ähnlich wie für die untere größere Fläche in Verbindung mit den Figuren
6 und 8 eine Knickung der Linie 6-4-7 in Punkte 4 von Fig. 2, bzw. der Linie 16-11-13-17
in den Punkten 11 und 13 von Pig. 4 auf, wobei Jedoch diese Knickung in umgekehrter
Richtung - d.h. in Richtung einer Schließung der Schnittlinie 2 bzw. der Schnittlinien
9 und lo - erfolgt. Der Zusammenlegvorgang
wird dadurch Jedoch
in keinster Weise beeinträchtigt.
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Fig. 9 bis 12 zeigen Ansichten von Ausschnitten für die Herstellung
der Hohlkörper gemäß Fig. 5 bis 8. Anhand dieser Figuren kann man die Stellen erkennen,
an welchen in dem folgenden die Klammern 20, 21 für die Halterung des Gummibandes
19 eingehängt werden müssen. Da die Verklebung der erfindungsgemäßen Hohlkörper
unter Verwendung dieser Ausschnitte relativ einfach durchgeführt werden kann, erübrigt
es sich, im einzelnen auf die Ausschnitte näher einzugehen. Es sei Jedoch bemerkt,
daß diese Ausschnitte nur in Form von Ausführungsbeispielen angegeben sind, weil
die in Fig. 5 bis 8 dargestellten Hohlkörper unter Verwendung verschiedenster Ausschnitte
hergestellt werden können.
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Fig. 13 bis 15 zeigen eine Schachtel, welche zweckmäßigerweise in
Verbindung mit zusammenklappbaren Hohlkörpern gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet
werden kann.
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Diese Schachtel 27, welche ähnlich einer vergrößerten Zündholzachachtel
ausgebildet ist, besteht gemäß Fig. 19 aus einem Außenteil 28 und einem darin verschiebbaren
Innenteil 29. Die vordere Stirnfläche 3o des Innenteils 29 ist mit einer Zugquaste
31 versehen, mit deren Hilfe das Innenteil 29 aus dem Außenteil 28 herausgezogen
werden kann.
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Fig. 14 zeigt eine Schnittansicht der in Fig. 13 dargestellten Schachtel
27. Anhand dieser Figur ergibt sich, daß die Rückenflä-ohe 32 des Außenteils 28
geschlossen ist. Im Bereich der Rückenfläche 32 weist das Innenteil 29 ein Hohlelement
33 auf, welches in sich volkommen geschlossen ist. Der vordere Bereich des Innenteils
29 ist mit einer Anzahl von zusammengeklappten Hohlkdrporn gemäß
der
Erfindung gefüllt, so wie sie in den Figuren 5 bis 8 dargestellt sind.
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Fig. 15 zeigt eine ähnliche Schnittansicht wie Fig.
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14 bei geöffneter Schachtel 27. So wie man anhand dieser Figur erkennen
kann, ist die mit der Zugquaste 31 versehene vordere Stirnfläche 30 des Innenteils
29 aufklappbar. Entlang der oberen Kante der vorderen Stirnfläche 30 ist ferner
eine Klappe 34 vorgesehen, welche sich unter dem Einfluß der zusammengeklappten
Hohlkörper und den an der Zugquaste 31 ausgeübten Zugkräfte öffnet, sobald der Innenteil
29 genügend weit aus dem Außenteil 28 herausgezogen ist. Sobald die Klappe 3+ sich
öffnet, nehmen die zusammengeklappten Hohlkörper unter dem Einfluß der darin vorgesehenen
gedehnten Gummibänder 19 ihre ursprüngliche Raumform wieder an, wobei sie in rascher
Re-henfolge aus dem Innenteil 29 herausspringen Ahschließend sei bemerkt, daß durch
Verkleben bzw.
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Miteinanderverbinden von einzelnen Hohlkörpern so wie si in den Fig.
5 bis 8 dargestellt sin, komplexere Strukturen zusammengebaut werden können, welche
Je nach Wunsch beispielsweise die Form eines Tieres annehmen können.
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Die erfindungsgemäßen Hohlkörper, welche besonders als Spielzeug
oder Werbegeschenk in Verbindung mit einer entsprechenden Schachtel geeignet erscheinen,
können auch für andere Anwendungsfälle verwendet werden. In diesem Zusammenhang
kann an zusammenklappbare Behälter, Hocker oder Weitraumsateliten gedacht werden.
Da, wie erwähnt, die Sohe der erfindungsgemäßen Hohlkörper beliebig gewählt werden
kann, können u.a. sehr lange Gebilde erzeugr werden.
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welche beispielsweise als aufklappbare Antennen verwendet
werden
können. Bei derartigen langen Gebilden erscheint es im Hinblick auf eine zufriedenstellende
Stabilität zweckmäßig, eine Anzahl von Zwischenwänden vorzusehen, welche ebenfalls
entsprechend der zusammenklappbaren Flächen gemäß Fig. 1 oder 3 ausgebildet sind.