DE2338936A1 - Scharnierartig zusammenfuegbares bauspielzeug - Google Patents

Description

Anmelder: Dipl.-Ing. P. Zosel 2338938

* 463 Bochum

Hustadtring 47

Scharnierartig zusammenfügbares Bauspielzeug

Bei der Erfindung handelt es sich um ein robustes, einfach zu handhabendes Bauspielzeug. Es ermöglicht, plattenförmige Bauelemente unter Verwendung von einsteckbaren Scharnierelementen und Verbindungsstäben, welche an ihren Enden durch Abschlußelemente gegen Herausrutschen gesichert werden, ohne Zuhilfenahme von Werkzeug scharnierartig zusammenzufügen. Mit dem Bauspielzeug lassen sich die unterschiedlichsten flächenhaften oder räumlichen Gebilde bauen, die einerseits wie beispielsweise Türme, Brücken und Häuser einem rein spielerischen Zweck, andererseits wie beispielsweise Kästen, Regale und Kindermöbel dem eigentlichen Gebrauchszweck dienen. Die zusammengefügten Gebilde sind so stabil, daß Kinder diese ohne die Gefahr eines Gewaltbruches oder des Lösens begehen oder beklettern können.

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Ben "bekannten Bauspielsystemen, "bei denen sich plattenförmige Bauelemente scharnierartig zusammenfügen lassen, ist gemeinsam, daß die plattenförmigen Bauelemente an ihrem gesamten Umfang Zinkungen der verschiedensten Anordnungen und Ausführungsformen aufweisen, durch welche die plattenförmigen Bauelemente verbunden werden, wobei die Lücke zwischen zwei Zinken der Zinkenbreite entspricht, Es lassen sich bei einem dieser bekannten Bauspielsysteme auch Schwenkwinkel zwischen zwei plattenförmigen Bauelementen von 60° erreichen. (Vergleiche OS: 1 603 624)

Ein Nachteil dieser "bekannten Bauspielsysteme ist darin zu sehen, daß durch die gegebene Anordnung der unlösbar mit den plattenförmigen Bauelementen verbundenen Zinken die Plattenschmalseiten unterschiedlich ausgebildet sein müssen, damit immer ein Zapfen des einen in die Lücke des anderen plattenförmigen Bauelementes paßt. Dies hat zur Folge, daß nicht jede Seite eines plattenförmigen Bauelementes an die eines anderen paßt, was den Zusammenbau erschwert und die Verwendung von speziell gezinkten plattenförmigen Bauelementen erforderlich macht. Ein anderer Nachteil liegt darin, daß eine Befestigung von mehr als zwei plattenförmigen Bauelementen an einem Verbindungsstab eine Unzahl von unterschiedlich gezinkten plattenförmigen Bauelementen erfordert, was herstellungsmäßig völlig unwirtschaftlich ist und auch beim Zusammenfügen die Auswahl der geeigneten plattenförmigen Bauelemente un-

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nötig erschwert. Gerade aber die Möglichkeit, an einem Verbindungsstab mehr als zwei plattenförmige Bauelemente befestigen zu können, würde erst nahezu unbegrenzte Baumöglichkeiten schaffen. Ein weiterer Nachteil der unlösbar mit den plattenförmigen Bauelementen verbundenen Zinken ist darin zu sehen, daß die Schmalseiten der plattenförmigen Bauelemente dadurch nicht glatt sind, was bei offenen Gebilden nicht nur unschön aussieht, sondern auch funktionsmäßig nicht sinnvoll erscheint.

Gegenüber diesem Bekannten hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, mit möglichst wenig unterschiedlichen plattenförmigen Bauelementen und Verbindungselementen durch einfaches Zusammenfügen, das auch kleinen Kindern möglich ist, und ohne Zuhilfenahme von Werkzeugen, flächenhafte und räumliche Gebilde der unterschiedlichsten Formen und Größen zu schaffen, wobei die plattenförmigen Bauelemente beidseits glatte, ebene Oberflächen mit angefasten oder abgerundeten Kanten und Ecken haben sollen. Zusammengefügte Gebilde sollen ebenfalls nur angefaste oder abgerundete Kanten und Ecken aufweisen. Die Erfindung strebt weiterhin an, daß zwei plattenförmigen Bauelemente einen Schwenkwinkel von 60° zueinander bilden können, ohne daß an Verbindungsfugen von zusammengefügten plattenförmigen Bauelementen, die einen Winkel zwischen 60 - 300 zueinander bilden, ungewünschte Öffnungen entstehen. Weiterhin sollen an einem Verbindungsstab maximal bio zu 6 plcttenförmige Bauelemente zu befestigen sein. Ein weite-

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res Ziel der Erfindung besteht darin, daß plattenförmige Bauelemente auch über Verbindungsfugen von zwei bereits zusammengefügten plattenförmigen Bauelementen hinweg zu einem Gesamtverband zusammengefügt werden können. Die zusammengefügten räumlichen Gebilde sollen eine so große Festigkeit aufweisen, daß es Kindern ohne weiteres möglich ist, die entstandenen Gebilde zu begehen oder zu beklettern, ohne daß die Gefahr eines Lösens der Verbindung oder eines Gewaltbruches der an der Verbindung beteiligten Elemente beßteht.

Das erzieherische Ziel der Erfindung besteht darin, bei Kindern das räumliche Denken zu schulen, indem aus einfachen plattenförmigen Bauelementen zuerst kleinere und dann größere und konpliziertere Gebilde zusammengefügt werden können, was nicht nur die Phantasie anregt, sondern auch die Manuelle Geschicklichkeit und dae Denkvermögen anspricht, wobei die zusammengefügten Gebilde «als unterhaltsame· Spielzeug dienen, welches nach einer bestimmten Spieldauer i»»er wieder umgebaut werden kann.

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Die lösung der gestellten Aufgabe erreicht die Erfindung dadurch, daß die plattenförmigen Bauelemente durch lösbare Scharnierelemente und Verbindungsstäbe miteinander verbunden werden. Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher besehrieben, wobei sich die Figuren 1-18 auf die plattenförmigen Bauelemente und Verbindungselemente beziehen, während die Figuren 19-28 Beispiele von zusammengefügten Gebilden schematisch darstellen. Im einzelnen zeigen die Zeichnungen:

Figur 1 in perspektivischer Darstellung zwei erfindungsgemäß zusammengefügte plattenförmige Bauelemente,

Figur 2 die Ansicht eines" Scharnierelementes, Figur 3 Die Seitenansicht eines Scharnierelementes,

Figur 4 den Schnitt eines quadratischen plattenförmigen Bauelementes mit kleinster rechnerischer Seitenlänge I₁,

Figur 5 die Seitenansicht eines quadratischen plattenförmigen Bauelementes mit kleinster rechnerischer Seitenlänge Ij,

Figur 6 die Verknotung von 6 plattenförmigen-Bauelementen an einem Verbindungsstab,

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Figur 7 die Normalausführungsform von Verbindungsstab und Abschlußeleraent,

Figur 8 eine andere Normalausführungsform von Verbindungsstab und Abschlußelement,

Figur 9 die Sonder&usführungsform eines Abschlußelementes zur Überbrückung von Aussparungen,

Figur 10 die Sonderausführungsform eines Abschlußelementes zur Überbrückung von Außenecken,

Figur 11 die Sonderausführungsform eines Abschlußelementes zum Zentrieren von grundflächengleichen, aufeinandergestellten räumlichen'Gebilden,

Figur 12 ein Versteifungselement zum festen« ebenen Zusammenfügen plattenförmiger Bauelemente,

Figur 13 ein zylindrisches Ringelement,

Figur 14 den Mittelschnitt eines plattenförmigen Bauelementes von der Form eines gleichseitigen Dreiecks mit kleinster rechnerischer Seitenlänge Ij,

Figur 15-18 einige Sonderformen von rechteckigen, plattenförmigen Bauelementen,

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Figur 19 ein zusammengefügtes Tetraeder,

Figur 20 einen oben offenen Behälter mit der Grundfläche eines regelmäßigen Sechsecks,

Figur 21 zwei aufeinandergeetapelte Kästen,

Figur 22 einen würfelförmigen Körper mit aufgesetzter, vierseitiger !Pyramide,

Figur 23 kettenartig zusammengefügte plattenförmige Bauelenente, die in Form eines Schiffes aufgestellt sind,

Figur 24 eine brückenartigt Konstruktion, Figur 25 ein Haus «it scharnierartj,g angebrachter Türe,

Figur 26 einige zusammengefügte Kindermöbel, die in Form eintr fitegruppe aufgestellt sind,

Figur 27 einen zusammengefügten Lastkraftwagen, Figur 28 einen zusammengefügten Sagger.

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In Figur 1 erkennt man in perspektivischer Darstellung zwei erfindungsgemäß zusammengefügte, quadratische, plattenförmige Bauelemente 2. Weiterhin wird das Befestigungsprinzip der Scharnierelemente 1 dargestellt. Bin angedeuteter Schnitt 11 macht den inneren Aufbau einer" Öffnung 3 deutlich.

Die an jedem plattenförmigen Bauelement 2 vorgesehenen Öffnungen 3 dienen zur Befestigung der Scharnierelemente 1, Es ist, wie noch näher erläutert werden wird, nicht möglich, Scharnierelemente 2 in zwei benachbarte Öffnungen 3 an einer Schmalseite 4 eines plattenförmigen Bauelementes -2 zu "befestigen. Es entsteht somit erfindungsgemäß immer eine lücke zwischen zwei nebeneinander befestigten Scharnierelementen 1 von mindestens der Breite eines Scharnierelementes 1, was auch erwünscht ist. Sollen beispielsweise, wie in Figur 1 dargestellt, zwei plattenförrnige Bauelemente 2 zusammengefügt werden, so ist es nur erforderlich, daß in die Lücke zwischen zwei an der Schmalseite 4 des einen plattenförmigen Bauelementes 2 befestigten Scharnierelemente 1, die am anderen plattenförmigen Bauelement 2 befestigten hineinragen. Da sich die Scharnierelemente 1 in beliebige Öffnungen 3 einstecken lassen, ist diese Forderung immer zu erfüllen. Wach Einschieben eines Verbindungsstabes 12 in die Bohrungen 14 aller Scharnierelemente 1, die an den beiden zusammenzufügenden plattenförmigen Bauelementen 2 in der oben beschriebenen Weise

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BAD

befestigt sind, ist die scharnierartige Verbindung geschlossen. Der Verbindungsstab 12 ist nur noch durch geeignete Abschlußelemente 18 gegen ungewolltes Herausrutschen zu sichern. Wie im folgenden noch gezeigt wird, lassen sich an einem Verbindungsstab 12 bis zu sechs plattenfö'rmige Bauelemente 2 befestigen.

Ein zu befestigendes Scharnierelement 1 wird in die mit 1a bezeichnete Position gebracht, so daß die am Zapfen 15 des Scharnierelementes 1 angebrachten Verdickungen 16 in die entsprechende Öffnung 3 des plattenförmigen Bauelementes 2 passen. Nach Einschieben des Schärnierelementes 1 in die Öffnung 3 erfolgt eine Drehung desselben um 90 in beliebiger Drehrichtung. Die Verdicktmgen 16 des Scharnierelementes 1 greifen dann in eine hinterschnittene Ringnut 19, die im Inneren der Öffnung 3 angebracht ist. Ein Herausziehen des Scharnierelementes 1 ist somit nicht mehr möglich. Ein auf diese Weise befestigtes Scharnierelement ist jedoch nur so lange formschlüssig mit dem entsprechenden plattenförmigen Bauelement 2 verbunden, wie ein ungewolltes Zurück- oder Vordrehen um 90° in die Einschiebposition 1a verhindert wird. Ein ungewolltes Verdrehen des Scharnierelementes 1 und damit ein lösen desselben wird durch das Einführen eines Verbindungsstabes 12 in die Bohrungen 14 aller durch diesen zu verbindenden Scharnierelemente 1 verhindert. Ein Lösen der Scharnierelemente 1 ist nach

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Einführung eines Verbindungsstabes 12 demnach nicht mehr möglich. Da der Verbindungsstab 12 ohnehin für die Verbindung der an den plattenförmigen Bauelementen 2 befestigten Scharnierelemente 1 zwingend notwendig ist, kommt ihm durch die gleichzeitige Drehsicherung noch eine weitere wichtige Punktion zu, die sonst ein besonderes Sicherungselement übernehmen müßte.

Der eingeführte Verbindungsstab 12 bleibt in seiner Längsrichtung immer unbelastet, weil sich auftretende Kräfte in dieser Eichtung direkt auf den Scharnierelementen 1 und damit auf den plattenförmigen Bauelementen 2 abstützen. Diese Tatsache macht es möglich, den Verbindungsstab gegen ungewolltes Herausrutschen durch einfache, selbsthemmend oder klemmend angebrachte Abschlußelemente 18, die leicht von Hand zu lösen sind, an seinen beiden Enden zu sichern.

Die Figuren 2 und 3 zeigen die Ansicht bzw. Seitenansicht eines Scharnierelementes 1, das aus einem Ösenteil 9 und einem Einsteckteil 20 besteht. Der ösenteil 9 besteht bus einer Bohrung 14, einer dazu konzentrischen Außenwand 8, die in Richtung des Einsteckteils 20 an beiden Seiten einen geraden Auslauf 21 besitzt und zwei Stirnflächen 22, die im rechten Winkel zur Mittellinie' der Bohrung 14 angeordnet sind. Der Abstand der beiden Stirnflächen voneinander, sowie der Durchmesser der Außenwand 8 sind einem bestimmten Grundraaß S gleich. Zwischen den Stirnflächen 22 und der

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Außenwand 8 sind kleine Radien 24 angebracht. Per Einsteckteil 20 besteht aus einem zylindrischen Zapfen 15» dessen Mittellinie rechtwinklig zur Mittellinie der Bohrung 14 und mittig zu den beiden Stirnflächen 22 angeordnet ist. Am Ende ist der Zapfen 15 mit zwei diametral angeordneten Verdickungen 16 versehen, deren Breite in Richtung der Mittellinie der Bohrung 14 kleiner ist, als der Durchmesser des Zapfens 15» deren Außenflächen 23 konzentrisch um die Mittellinie des Zapfens 15 liegen und deren Symmetrielinie im rechten Winkel zur Mittellinie der Bohrung 14 steht. Den beiden Verdickungen 16 schließt sich ein kurzer Endzapfen 10 an, dessen Durchmesser kleiner als der des Zapfens 15 ist. Dieser Endzapfen 10 dient beim Einstecken eines Scharnierelementes 1 in eine Öffnung 3 eines plattenförmigen Bauelementes 2 als Einfädelhilfe, außerdem dient er zum Abstützen des Scharnierelementes 1, was die Stabilität zusammengefügter "Gebilde wesentlich erhöht.

Figur 4 zeigt einen Schnitt und Figur 5 die Seitenansicht eines quadratischen, plattenförmigen Bauelementes 2, wobei der Schnittverlauf in Figur 5 angegeben ist. Dts dargestellte plattenförmige Bauelement 2 ist in bezug auf Form und Größe nur ein herausgegriffenes, mögliches Beispiel, an dem die grundsätzlichen Merkmale der erfindungsgemäßen plattenförmigen Bauelemente 2 gezeigt werden sollen.

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Aus Figur 5 ist ersichtlich, daß ein plc-ttenförmiges Bauelement 2 grundsätzlich aus zwei gleichen Hälften 2a besteht, die durch eine Werkzeugform aus Kunststoff herstellbar sind und die nach der Herstellung zu einem kompletten plattenförmigen Bauelement 2 unlösbar verklebt oder verschweißt werden, welches an den Ecken kleine Radien 36 aufweist. Durch diese Maßnahme ist es möglich, die notwendigen, sonst relativ schwer herstellbaren Öffnungen 3, sowie zur Gewichts- und Materialersparnis vorgesehene, im Inneren liegende Hohlräume 17 auf einfache Weise kostengünstig herzustellen. Die Form der Hohlräume 17 und der sie begrenzenden Versteifungsrippen 25 kann beliebig gestaltet werden. Um das exakte Aufeinanderlegen beim Kleben oder Schweißen zu erleichtern, sind an der Innenseite einer Hälfte 2a eines plattenförmigen Bauelementes 2 in Nähe der Ecken Sacklöcher 13 vorgesehen, mit deren Hilfe sich die beiden Hälften 2a genau verstiften lassen.

Die Dicke eines plattenförmigen Bauelementes 2 entspricht dem Grundmaß S. Die an den Schmalseiten 4 der plattenförmigen Bauelemente 2 angebrachten Öffnungen 3 haben voneinander ebenfalls den Abstand des Grundmcßes S und zeigen die Form von Schlüssellöchern für Doppelbartschlüssel. Die Öffnungen 3 bestehen aus einer Zentralbohrung 5, die durch zwei diametral angeordnete Nuten 6 in Richtung der entsprechenden Schmalseite 4 aufgeweitet ist. Es schließt sich eine zur Zentralbohrung 5 zentrisch liegende, hinterschnit-

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tene Ringnut 19 an, deren Durchmesser kleiner als die Dicke eines plattenförraigen Bauelementes 2 und damit kleiner als das Grundmaß S ist. Der Ringnut 19 schließt sich eine ebenfalls zur Zentralbohrung 5 zentrisch liegende Endbohrung 7 an, deren Durchmesser kleiner als jener der Zentralbohrung 5 ist. Da die Öffnung 3 zur Aufnahme des Scharnierelementes 1 dient, müssen im übrigen alle Maße der Öffnung 3 auf dieses abgestimmt sein.

Die in Figur 4 und 5 angedeuteten Abschrägungen 26 der plattenförmigen Bauelemente 2 zu sämtlichen Schmalseiten hin, haben den Hauptzweck, die plattenförmigen Bauelemente 2, wie auch in Figur 1 dargestellt, bis zu einem Winkel von 60 gegeneinander schwenkbar zu machen. Dies wird dadurch erreicht, daß der Winkel zwischen den beiden Abschrägungen 26 einer Schmalseite 4 ebenfalls 60° beträgt, wobei die verlängert gedachten Flächen, welche die Abschrägunggen 26 berühren, sich im Abstand des halben Grundmaßes S/2 zur betreffenden Schmalseite 4 durchdringen. Dieser kleine Schwenkwinkel von minimal 60° bringt mehrere Vorteile mit sich. Es lassen sich bereits drei gleichgroße, quadratische plattenförmige Bauelemente 2 zu einem starren Körper, nämlich einem beidseits offenen Prisma, mit der Grundfläche eines gleichseitigen Dreiecks zusammenfügen, womit es sinnvoll wird, diese offenen Seiten durch entsprechende plattenförmige Bauelemente von der Form eines gleichseitigen Dreiecks, welche in Figur 14 mit 2b bezeichnet sind,-

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verschließbar zu machen. Außerdem lassen sich dadurch und durch die Tatsache, daß die Scharnierelemente 1 beliebig einsteckbar sind, an einem Verbindungsstab 12, wie in Figur 6 dargestellt, Verknotungen von bis zu 6 plattenförmigen Bauelementen 2 oder 2b an einem Verbindungsstab 12 erreichen, was eine Pachwerkkonstruktion und auch eine Wabenbauweise ermöglicht und so die Baumöglichkeiten vervielfacht. Die Abschrägung 26 bringt noch den Vorteil, daß die Schmalseiten 4- eines plattenförmigen* Bauelementes 2 oder 2b nicht mehr so scharfkantig sind.

Zur Festlegung der Seitenlänge eines plattenförmigen Bauelementes 2 oder 2b wird eine rechnerische Seitenlänge 1 benutzt, welche ein ganzzahliges Vielfaches des Grundmaßes S ist. Mit η als ganzer Zahl gilt für die rechnerische Seitenlänge 1 allgemein:

1 = n-S

Bs werden nun rechnerische Vielecke gebildet, deren Seitenlängen der rechnerischen Seitenlänge 1 entsprechen. Die Form und damit die Seitenlänge eines plattenförmigen Bauelementes 2 oder 2b ergibt sich dadurch, daß im Inneren des rechnerischen Vielecks zu allen seinen Seiten Parallelen ia Abstand dea halben GrundÄeßes S/2 ftaogen werden, die sich in den Ecken eines ähnlichen, kleineren Vielecks schneiden, das die Form des gewünschten plattenförmigen Bauelementes 2 oder 2b bildet. Dieses Verfahren gilt nicht nur für plattenförmige Bauelemente 2 oder 2b, sondern kann

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für jedes andere regelmäßige, aber auch unregelmäßige Vieleck angewendet werden, wobei die Erfindung lediglich die mit 2 und 2b bezeichneten plattenförmigen Bauelemente bevorzugt.

Denkt man sich die rechnerischen Vielecke als Flächen mit unendlich kleiner Dicke, die in der Mitte zwischen den beiden unlösbar miteinander verbundenen Hälften 2a eines plattenförmigen Bauelementes 2 oder 2b liegen, so entstehen beim Zusammenfügen immer absolut exakte Gebilde, wobei die Seiten der rechnerischen Vielecke an den Verbindungsstellen zusammenfallende Linien bilden, die mit der Mittellinie des entsprechenden Verbindungsstabes 12 identisch sind.

Um eine größere Vielfalt von Baumöglichkeiten zu erhalten, sieht die Erfindung vor, daß neben einer kleinsten, mit Ij bezeichneten rechnerischen Seitenlänge auch deren ganzzahliges Vielfaches Verwendung finden soll. Werden die nächst größeren rechnerischen Seitenlängen mit II, III usw. bezeichnet, so ergibt sich allgemein:

^II ^{= n}'^S

^III ^{= 2#n}'^s

= 3*n.S usw.

Die Erfindung sieht vor, daß an der Schmalseite 4- eines quadratischen plattenförmigen Bauelementes 2 mit kleinster rechnerischer Seitenlänge 1, 4- Öffnungen 3 angebracht sind.

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Dies ermöglicht es, auch schon die kleinsten plattenförmigen Bauelemente 2 und wie später noch gezeigt wird, auch 2b stabil zu befestigen. Damit ergibt eich nach Figur 4 der Wert n=7. Es sind grundsätzlich auch andere Werte für η möglich, wobei von der Erfindung der angegebene Wert bevorzugt wird. Damit ergeben sich für die rechnerischen Seitenlängen folgende Werte als Vielfaches des Grundmaßes S:

I₁ = 7-S

I_n = 14-S

= 21 «S usw.

Mit dem Index R für rechteckige bzw. quadratische plattenförmige Bauelemente 2 und dem Index t für die Anzahl der Öffnungen 3 an einer Schmalseite 4 läßt sich aus Figur 4 leicht ableiten:

Ip = 6-S t_w =4 E₁ R₁

^RII ^RII

Ip = 20'S t„ = 18 usw. ^{R R}

In Figur 4 und 5 ist demnach ein quadratisches, plattenförmiges Bauelement 2 der kleinsten gewählten rechnerischen Seitenlänge I^ dargestellt, wobei das entsprechende rechnerische Vieleck ebenfalls ein Quadrat ist, welches durch dicke strichpunktierte linien 31 gekennzeichnet wird.

Figur 7 zeigt eine Normalausführungoform von Abschlußelement 18 und Verbindungsstab 12. Das Abschlußelement 18 mit

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kreisringförmigen Querschnitt entspricht mit seinem größten Außendurchmesser, sowie seiner Länge maßlich dem Grundmaß S. An einem Ende ist eine kegelstumpfähnliche Fase 27 angebracht, deren Kegelwinkel 60 beträgt, und deren gedachte Kegelspitze um das halbe Grundmaß S/2 außerhalb des Abschlußelementes 18 liegt. Innen besitzt das Abschlußelement 18 eine konische Bohrung 28, die sich in Richtung der gedachten Kegelspitze verjüngt. Der Verbindungsstab 12 weist an seinen Enden 29 einen entsprechenden Außenkonus auf. Die Befestigung des Abschlußelementes 18 am Verbindungsstab 12 geschieht nach Wahl einer geeigneten Konizität durch Selbsthemmung. In Axialrichtung des Verbindungsstabes 12 sind, wie bereits erwähnt, keine Kräfte zu erwarten, daher ist ein ungewolltes Lösen der Abschlußelemente nicht möglich.

Figur 8 zeigt eine andere Normalausführungsform des Abschlußelementes 18a und des Verbindungsstabee 12a. Äußerlich hat dieses Abschlußelement 18a gleiche Form und Abmessungen wie das in Figur 7 dargestellte Abschlußelement Innen besitzt das Abschlußelement 18a jedoch eine zylindrische Bohrung 33, die in Richtung der gedachten Kegelspitze eine Verengung 34- besitzt, die sich anschließend wieder geringfügig erweitert. Das Ende 42 des Verbindungqstabes 12a besteht aus einem Zapfen 32 mit einer Einschnürung 38, dessen Durchmesser kleiner ist, als der des Verbindungüstabes 12a. Dieser besitzt in Längsrichtung kreuz-

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weise angeordnete Schlitze 37 von der ungefähren länge des Grundmaßes S. Die Befestigung der Abschlußelemente 18a nach Figur 8 geschieht durch Klemmung, indem beim Einschieben des Verbindungsstabes 12a in das Abschlußelement 18a und bei Erreichen der Verengung 34 das kreuzweise geschlitzte Ende 42 des Verbindungsstabea 12a zusammengedrückt wird, um sich, nachdem die Einschnürung 38 auf die Verengung zu liegen kommt wieder in die Ausgangslage auszudehnen.

Beide beschriebenen Normalausführungsformen der Abschlußelemente 18 und 18a hs'.ben gemeinsam, daß das Abschlußelement eine durchgehende Innenöffnung besitzt. Obwohl die Erfindung ε-nstrebt, beim Zusammenfügen plattenförmiger Bauelemente 2 oder 2b kein Werkzeug zu verwenden, bieten diese Innenöffnungen jedoch zusätzlich noch die Möglichkeit, einen Verbindungsstab 12 oder 12a mit einem beliebigen runden Stab auszudrücken.

Die Figuren 9, 10 und 11 zeigen Sonderausführungsformen von Abschlußelementen mit Befestigungsprinzip nach ?igur 7, was aber sinngemäß auf Abschlußelemente 18a übertragen werden kann. Y/erden Abschlußelemente 18 der Normcilausführungsform verwendet, schließen diese mit den Schmalseiten der plattenförmigen Bauelemente 2 genau ab. Dies hat zur Folge, daß beim Zusammenfügen von orthogonalen Gebilden Aussparungen entstehen, die durch Ab3Chlußelemente 18b nach Figur 9 überbrückt werden können, deren Außendurchmesser S und deren Länge 3*S betragen.

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Mit Abschlußelementen 18c nach Figur 10 werden die oben beschriebenen Aussparungen an Außenecken von orthogonalen Gebilden überbrückt. Die Abschlußelemente 18c haben die Länge 2·S und den Außendurchmesser S, wobei die Seite mit dem kleineren Innendurchmesser die gleiche kegelstumpfähn-IieheFase 27 wie die Normalausführungsform der Abschlußelemente 18 aufweist.

Das in Figur 11 dargestellte Abschlußelement 18d ähnelt dem in Figur 10 abgebildeten, hat jedoch an dem Ende mit kleinerem Innendurchmesser eine außen zylindrische Verlängerung 40, die einen kegelstumpfähnlichen Innenkegel 41 aufweist. Dieses Abschlußelement 18d kann an der Unterseite der senkrechten Kanten eines kastenähnlichen Gebildes mit senkrechten Wänden und beliebiger Grundfläche angebracht werden und dient beim Stapeln von kastenähnlichen Gebilden gleicher Grundfläche als Eckenzentrierung, indem das Abschlußelement 18d die oben liegenden Abschlußelemente 18 oder 18c des darunterliegenden kastenähnlichen Gebildes umgreifen und damit ein Verrutschen verhindern. Ein Ahwendungsbeispiel hierfür zeigt Figur 21. Kleine Maßabweichungen werden von den Abschlußelementen 18d dadurch ausgeglichen, daß sie nicht genau zentrisch auf den Abschlußelementen 18 oder 18c aufliegen.

Figur 12 zeigt ein Versteifungseleraent 1b, welches prinzipiell wie ein Scharnierelement 1 aufgebaut ist, mit dem

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Unterschied, daß zwei genau gleichartige Einsteckteile 20 diametral .am Ösenteil 9 angeordnet sind. Dieses Versteifungselement 1b dient dazu, plattenförraige Bauelemente 2 oder 2b eben und steif miteinander zu verbinden, was beispielsweise bei größeren Wänden und Platten, die aus mehreren plattenförmigen Bauelementen 2 oder 2b zusammengesetzt sind, die Steifigkeit wesentlich erhöht.

Die Montage der Versteifungselemente 1b geschieht folgendermaßen: In jede zweite Öffnung 3 an der Schmalseite 4 eines plattenförmigen Bauelementes 2 oder 2b werden Versteifungselemente 1b eingeschoben. Wie bereits erwähnt, können in benachbarte Öffnungen 3 keine Scharnierelemente und damit auch keine Versteifungselemente 1b eingeschoben werden. Nun kann ein anderes plattenförmiges Bauelement 2 oder 2b auf die noch herausragenden Einsteckteile 20 aufgeschoben werden. Anschließend werden alle Versteifungselemente 1b einzeln um 90 verdreht, so daß alle Bohrungen fluchtend liegen. In die entstandenen Zwischenräume zwischen den einzelnen Versteifungselementen 1b werden zylindrische Ringelemente 39 _f wie in Figur 13 dargestellt, eingeschoben, welche die Dicke der Lücke, die dem Grundmuß S entspricht haben. Der Außendurchmesser der zylindrischen Ringelemente entspricht ebenfalls dem Grundmaß S, der Innendurchmesser ist maßlich auf den Außendurchmesser der Verbindungsstäbe 12 abgestimmt und entspricht dem Durchmesser der Bohrung 14 im

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ösenteil 9 eines Scharnierelementes 1. Nun kann ein Verbindungsstab 12 eingeschoben werden, wodurch die steife Verbindung zwischen den beiden plattenförmigen Bauelementen 2 oder 2b hergestellt ist. Die Ringelemente nach Figur 13 können auch bei anderweitig entstandenen Lücken verwendet werden, beispielsweise dann, wenn wegen ausreichender Stabilität oder geringer Stabilitätsanforderung weniger Scharnierelemente 1 als möglich bei der Verbindung plattenförmiger Bauelemente 2 oder 2b verwendet wurden.

Figur 14- zeigt den Mittelschnitt eines plattenförmigen Bauelementes 2b von der Form eines gleichseitigen Dreiecks mit der kleinsten gewählten rechnerischen Seitenlänge Iy. Aus ganzzahligen Vielfachen der rechnerischen Seitenlänge Ij lassen sich auch größere plattenförmige Bauelemente 2b der gleichen Form festlegen, wobei alle diese plattenförmigen Bauelemente 2b dieselben Hauptmerkmale wie die bereits beschriebenen plattenförmigen Bauelemente 2 aufweisen. Lediglich die Zahl der Öffnungen 3 an der Schmalseite 4-eines plattenförmigen Bauelementes 2b ist um eines geringer, gegenüber einem plattenförmigen Bauelement 2 mit gleicher rechnerischer Seitenlänge. An der Schmalseite 4- eines plattenförmigen Bauelementes 2b mit kleinster rechnerischer Seitenlänge Ij = 7·S lassen sich somit gleichviel Scharnierelemente 1 befestigen, wie an der Schmalseite 4- eines plattenförmigen Bauelementes 2 mit kleinster rechnerischer

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Seitenlänge I, = 7"S. Bei größeren rechnerischen Seitenlängen der plattenförmigen Bauelemente 2b läßt sich nur in den Fällen ein Scharnierelement 1 weniger "befestigen, wenn für diese rechnerische, Seitenlänge die Anzahl der Öffnungen 3 bei rechtwinkligen plattenförmigen Bauelementen 2 eine ungerade Zahl ist. Bei größeren rechnerischen Seitenlängen bedeutet dies aber keinen Nachteil, weil durch ein fehlendes Scharnierelement 1 die Stabilität zusammengefügter Gebilde nur unmerklich gemindert wird.

Mit dem Index D für plattenförmige Bauelemente 2b von der Form gleichseitiger Dreiecke ergibt sich ohne Berücksichtigung der Radien 36 an den Ecken die theoretische Seitenlänge eines plattenförmigen Bauelementes 2b: Ip = 1 - S/tan 30° = 1 ~ 1,74»S

Damit lassen ßich für die einzelnen rechnerischen Seitenlängen 1 die Seitenlängen 1-j, der plattenförmigen Bauelemente 2b ohne Berücksichtigung der Radien 36 und die Anzahl tjj der öffnungen 3 an einer Schmalseite 4 festlegen: "¹D₁ =5,24-3 . t_Di =3

"L_n = 12,24'S t,. = 10

^ÜII ¹¹II

1_D * 19,24-S t_D = 17 usw.

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Die Figuren 15-18 zeigen eine beliebige Auswahl von Sonderformen plattenförmiger Bauelemente, die sich durch Aneinandersetzen rechnerischer Quadrate mit kleinster rechnerischer Seitenlänge I^ = 7'S ergeben. Diese Quadrate sind in den Figuren 15-18 dünn eingezeichnet. In Figur 18 ist als Beispiel ein kreisrunder Durchbruch 37 in einem plattenförmigen Bauelement gezeigt. Es lassen sich beliebig viele anders geformte Durchbrüche herstellen. Darüber hinaus sind noch andere Sonderformen von plattenförmigen Bauelementen denkbar, beispielsweise Fünfecke, Sechsecke, Siebenecke, Rauten, Parallelogramme usw. Um aber nicht eine zu große Vielfalt plattenförmiger Bauelemente unterschiedlicher Formen zu erhalten, was die Herstellung unverhältnismäßig verteuern würde, strebt die Erfindung an, nur Standardformen plattenförmiger Bauelemente wie gleichseitige Dreiecke, Quadrate und Rechtecke zu verwenden. Von den genannten Standartformen abweichende Sonderformen sollen nur dann Verwendung finden, wenn sich ein wirkliches praktisches Bedürfnis danach einstellt.

Die Figuren 19-28 zeigen schematisch in perspektivischer Darstellung einige erfindungsgemäß zusammengefügte Gebilde. Von einfachen Grundkörpern, wie in den Figuren 19/ 2o und 22 df^rgesteilt, bis zu relativ komplizierten Gebilden, bei welchen zusätzlich an den plattenförmigen Bauelementen Räder angebracht sind, wie der in Figur 27 dargestellte Lastkraftwagen oder der in Figur 28 dargestellte Bagger,

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sind alle Gebilde mit erfindungsgemäßen plattenförmigen Bauelementen und Verbindungselementen zusammenfügb&r. Wie die übrigen Figuren zeigen, sind der kindlichen Phantesie keine Grenzen gesetzt. Besonders erwähnenswert ist, daß sich mit den plattenförmigen Bauelementen auch funktionsgerechte Kindermöbel, wie Stühle, Tische, Bänke und Schränke zusammenfügen lassen. Figur 26 zeigt eine entsprechend gestaltete Sitzgruppe.

Zusammenfassend sei bemerkt, daß sich durch die Zugrundelegung eines Grundmaßes S bei der Festlegung der meisten Maße bezüglich Herstellung und Gebrauch des scharnierartig zusammenfügbaren Bauspielzeugeß erhebliche Vorteile ergeben. Die Anzahl von verschieden ausgebildeten plattenförmigen Bauelementen und Verbindungselementen wird dadurch auf ein Minimum beschränkt, was die Herstellungskosten günstig beeinflußt und das Zusammenfügen erleichert, wobei sich dennoch nahezu unbegrenzte Baumöglichkeiten ergeben. Die Zugrundelegung eines Grundmaßes S verbessert außerdem Punktion und Aussehen des echarnierartig zusammenfügbaren Bauspielzeugs: Plattenförmige Bauelemente lassen sich über Verbindungsfugen von bereits zusammengefügten plattenförmigen Bauelementen anbringen, bei winklig zueinander angeordneten plattenförmigen Bauelementen tangieren die Außenflächen genau den Radius der Kanten, eben zusammengefügte plattenförmige Bauelemente weisen an den Verbindungsfugen keinerlei Erhebungen auf.

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Claims (12)

Patentansprüche;

1.J Bauspielzeug, bestehend e.us plattenförmigen Bauelementen, die durch Verbindungselemente scharnierartig zusaininenfügbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die plattenförmigen Bauelemente die Dicke eines bestimmten Grundmaßes S haben und an ihrem gesamten Umfang hinterschnitt ene Öffnungen aufweisen, welche zur Aufnahme von Scharnierelementen dienen, die durch Einschieben und Verdrehen um 90 befestigt werden, wobei ein an seinen Enden durch Abschlußelemente gesicherter Verbindungsstab 2 bis 6 mit Scharnierelementen bestückte Schmalseiten von plattenförmigen Bauelementen zusammenhalt und gleichzeitig die Sch^rnierelemente am Verdrehen und damit am -Lösen hindert.

2. Bauspielzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem Vielfachen des Grundmaßes S eine kleinste rechnerische Seitenlänge Ij festgelegt ist, vorzugsweise Ij = 7*S, mit der oder derem Vielfachen rechnerische Vielecke gebildet werden, wobei sich Form und Größe eines plattenförmigen Bauelementes durch im Inneren des rechnerischen Vielecks liegende Parallelen zu seinen Seiten im Abstand des halben Grundmaßes S/2 ergeben.

3· Bauspielzeug nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitten der öffnungen an den Schmalseiten der

plattenförmigen Bauelemente den Abstand des Grundniaßes 509807/0161

haben, wobei die Mitten der beiden Öffnungen an den Enden einer Schmalseite im Abstand 2·S oder 3*S von der nächsten Ecke des entsprechenden rechnerischen Vielecks angeordnet sind.

4. Bauspielzeug nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein plattenförmiges Bauelement aus zwei gleichen, unlösbar miteinander verklebten oder verschweißten Hälften besteht, welche an ihren Innenseiten in Nähe der Ecken mit Sacklöchern . zur Aufnahme von Zentrierstiften versehen sind, wobei ein fertiges plattenförmiges Bauelement beidseits glatte Außenflächen und in seinem Inneren durch Versteifungsrippen unterbrochene Hohlräume zur Gewichts- und Materialersparnis aufweist.

5. Bauspielzeug nach ineprueh 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die plattenförmigen Bauelemente an allen Schmalseiten um 30 zu den Plattenaußenflächen geneigte Fasen aufweisen, wobei sich die beiden Flächen, welche die beiden Fasen einer Schmalseite berühren im Abstand des halben Grundmaßes S/2 von der betreffenden Schmalseite entfernt schneiden.

6. Bauspielzeug nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pore 4er plattenförmigen Baueltaente durch Aneinandersetzen beliebig vieler Vielecke alt kleinster rechnerischer Seitenlänge 1γ, vorzugsweise gleichseitige Breiecke und Quadrate, entwickelt wird, wobei die plattenförmigen Bauelemente btliebig geformte Durchbrüche aufweisen können.

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7. Bauspielzeug nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Verbindung der plattenförmigen Bauelemente notwendigen Scharnierelemente aus einem Einsteck- und einem ösenteil bestehen, wobei der Einsteckteil Merkmale wie Zapfen und diametral angeordnete Verdickungen, sowie einen Endzapfen aufweist, während der Ösenteil aus einer zylindrischen Bohrung, einer zu dieser konzentrisch angeordneten Außenwand mit geraden Ausläufen und zwei Stirnflächen besteht, wobei der Durchmesser der Außenwand, sowie der Abstand der beiden Stirnflächen dem Grundmaß S entspricht.

8. Bauepielzeug nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen zylindrischen Verbindungsstab, der an seinen beiden Enden gegen Herausrutschen durch Abschlußelemente gesichert wird, bis zu sechs mit Scharnierelementen bestückte Schmalseiten von plattenförmigen Bauelementen scharnierartig verbunden werden können.

9. Bauspielzeug nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußelemente in Länge und Außendurchmesser dem Grundmaß S gleich sind und das sie entweder an den konischen Enden des Verbindungsstabes durch Selbsthemmung oder an den kreuzweise geschlitzten Enden des Verbindungsstabes durch Klemmen befestigt werden, wobei in beiden Fällen die Abschlußelemente kegelstumpfähnliche Abschrägungen aufweisen, deren Kegelwinkel 60° be-

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trägt, und deren gedachte Kegelspitze im Abstand des halben Grundmaßes S/2 vom Abschlußelement entfernt liegt.

10. Bauspielzeug nach Anspruch 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß den Scharnierelementen ähnliche Versteifungselemente, welche zur ebenen Verbindung von plattenförmigen Bauelementen dienen, zwei am ösenteil diametral angeordnete Einsteckteile aufweisen.

11. Bauspielzeug nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß andere Abschlußelemente, welche zur Eckenzentrierung von grundflächengleichen zusammengefügten Gebilden mit senkrechten Wänden dienen, eine \^rerlängerung rait Innenkegel aufweisen, welcher dem .rngel stumpf ähnlichen Ende eines Abschlußelementes nach Anspruch 9 angepaßt ist,

12. Bauspielzeug nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß andere Abschlußelemente, die zur Überbrückung von erfindungsgemäß entstehenden Aussparungen an rechtwinklig sich kreuzenden Verbindxmgufugen dienen, die dreifache Länge (U¹S Grundmaßes 3*S haben.

13· Bauspielzcug nach Anspruch 1 bin 12, dadurch gekennzeichnet, daß zylindrische Ringelemente, welche als Distanzstücke bei fehlenden Scharnierelementen dienen, in ihrem Au^f3endruchir.ci"öer sowie ihrer Länge dem Grundmaß S entsprechen, wobei die zur Außenfläche konzentrische Boh-

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BAD ORIGINAL

rung den gleichen Durchmesser wie die Bohrung im Ösenteil eines Scharnierelementes hat.

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