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Spielzeug-Steckbaukasten Die vorliegende Erfindurgbezieht sich auf
eine mit entsprechend einem rechtwinkligen Einheitsraster angeordneten Steckzapfen
zur Aufnahme von Spielzeug-Steckbausteinen versehene Grundplatte. Die Erfindung
bezieht sich weiter auf Spielzeug-Steckbausteine selbst.
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Es sind Steckbaustein-Systeme bekannt, bei denen die Grundplatten
und die Steckbausteine dadurch miteinander steckbar sind, daß die Steckbausteine
als wannenförmige Hohlkörper ausgebildet sind und die Grundplatten über ein rechtwinkliges
Einheitsraster von Steckzapfen verfügen. Das Rastermaß des Einheitsrasters und die
Durchmesser der Steckzapfen sind so an die Innenmaße des wannenförmigen Hohlkörpers
angepaßt, daß die über die Steckzapfen gesteckten Steckbausteine durch Reibschluß
festgehalten werden. Die Steckbausteine verfügen ihrerseits auf der dem Wannenboden
des Hohlkörpers entsprechenden Fläche über ein gleiches Raster von Steckzapfen wie
die Grundplatten, wobei bei den bekannten Steckbausteinen jeweils zwei parallel
liegende Reihen von Steckzapfen vorgesehen sind. Der Abstand der beiden Reihen entspricht
dem Rastermaß des Einheitsrasters.
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Durch diese Aufbaukonzeption ist es möglich, eine Vielzahl von gegebenenfalls
unterschiedlichen Steckbausteinen auf die Grundplatten zu stecken bzw. miteinander
zusammenzustecken.
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Die bekanntgewordenen Steckbaustein-Systeme weisen sämtlich den Nachteil
auf, daß die Steckbausteine nur parallel zum orthogonalen Einheitsraster der Steckzapfen
steckbar sind.
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Dadurch lassen sich nur rechtwinklige Aufbaukonzeptionen realisieren,
was im Hinblick auf die Vielfältigkeit der an und für sich mit den Steckbaustein-Systemen
erzielbaren Aufbauvarianten eine wesentliche Beschränkung darstellt.
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Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgane ist es, eine
Grundplatte anzugeben, die sowohl eine orthogonale Steckung der Steckbausteine als
auch eine hierzu um 450 gedrehte Stnckung der Steckbausteine erlaubt. Eine weitere
daraus resultierende Aufgabe ist es, neuartige Steckbausteine anzugeben, die eine
wesentlich größere Anzahl von Aufbauvariationen ermöglichen.
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Die Lösung der genannten Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß längs
den Spalten und Reihen des Einheitsrasters jeweils Steckzapfen eines ersten Durchmessers
und Steckzapfen eines zweiten Durchmessers im Abstand des Rastermaßes des Einheitsrasters
alternierend aufeinanderfolgend vorgesehen sind, wobei die Durchmesser der Steckzapfen
unter Berücksichtigung des Rastermaßes des Einheitsrasters so gewählt sind, daß
die Spielzeug-Steckbausteine sowohl parallel zu den Koordinaten des Einheitsrasters
als auch um 450 hierzu gedreht steckbar sind.
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Die geometrische Beziehung zwischen den unterschiedlichen Durchmessern
der Steckzapfen und dem Rastermaß des Einheitsrasters ist durch die Gleichung d2
= \12> . a charakterisiert, wobei d1 den Durchmesser der größeren Steckzapfen,
d2 den Durchmesser der kleineren Steckzapfen und a das Rastermaß des Einheitsrasters
bedeuten.
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Weitere Merkmale der Erfindung betreffen in Analogie dazu neuartig
ausgebildete Steckbausteine und sind in den weiteren Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die Einzelheiten der Erfindzg werden im folgenden unter Zugrundelegung
der Zeichnungen näher erlautert.
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Figur 1 zeigt einen Ausschnitt einer gemäß der Erfindung ausgebildeten
Grundplatte für Steckbausteine; Figur 2 zeigt eine erfindungsgemäß ausgebildete
Grundplatte mit aufgesteckten Steckbausteinen, die sowohl orthogonal als auch um
45° zum Einheitsraster gedreht gesteckt sind; Figur 3 und Figur 4 zeigen je eine
erfindungsgemäß ausgebildete Grundplatte mit neuartig ausgebildeten Steckbausteinen;
Figur
5 zeigt eine erfindungsgemäß ausgebildete Grundplatte mit einem aufgesteckten konventionellen
Steckbaustoin in VordiranJicht und Aufsicht; Figur 6 zeigt einen in Analogie zur
erfindungsgemäßen Grundplatte ausgebildeten erfindungsgemäßen Steckbaustein in Vorderansicht
und Seitensicht; Figur 7 und Figur 8 zeigen je eine erfindungsgemäß ausgebildete
Grundplatte mit konventionellen und erfindungsgemäßen Steckbausteinen, die so zusammengesteckt
sind, daß sich z.B. Buchstaben in einfacher Weise aufbauen lassen.
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In Figur 1 ist ein Ausschnitt der Oberseite einer erfindungsgemäß
ausgebildeten Grundplatte 1 dargestellt, deren Außenkanten parallel zum angezeichneten
x, y - Koordinatensystem verlaufen. Die Grundplatte 1 ist mit einem orthogonalen,
parallel zum x, y - Koordinatensystem verlaufenden Einheitsraster von Steckzapfen
lt, 12 unterschiedlichen Durchmessers besetzt. Die spezielle Anordnung der verschiedenen
Steckzapfen ist so, daß. jeweils längs den Spalten (y-Richtung) und längs den Reihen
(x-Richtung) ein Steckzapfen der einen Größe (z.B. 11) auf einen Steckzapfen der
anderen Größe (z.B. 12) folgt und die alternierende Folge sich in beiden Koordinatenrichtungen
fortsetzt. Damit wird erreicht, daß jeweils ein Steckzapfen der einen Größe (z.B.
il) vier Steckzapfen der zweiten Größe (z.B. 12) als nächste Nachbarn hat.
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Unter Berücksichtigung des Rastermaßes a des Einheitsrasters und entsprechender
Anpassung der Durchmesser der Steckzapfen 11 und 12 läßt sich die der Erfindung
zugrundeliEgende Aufgabe lösen.
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Wie der Figur 1 zu entnehmen ist, hat das Außenmaß h z;aI er zum x,
y - Koordinatensystem paralleler Reihen Steckzapfen mit großem Durchmesser di den
gleichen numerischen Wert wie das Außenmaß zweier paralleler Reihen Steckzapfen
mit kleinem Durchmesser d2, wenn man die Richtung dieser Reihen gegenüber dem x,
y -Koordinatensystem um 450 gedreht betrachtet.
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Somit lassen sich die bekannten Steckbausteine parallel zu den x,
y-Koordinaten über die Steckzapfen 11 großen Durchmessers d1 und um 450 gegenüber
dem x, y-Koordinatensystem gedreht über die Steckzapfen 12 kleinen Durchmessers
d2 stecken.
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Aufgrund geometrischer Betrachtungen ergibt sich eine gegenseitige
Abhängigkeit der Größen großer Durchmesser d11 kleiner Durchmesser d2 und Rastermaß
a zu d2 = d1 - (1 - ) . a - d1 - 0,414 . a Über diese Beziehung lassen sich auch
die bekannten Spielzeug-Steckbaustein-Systeme in einfacher Weise so modifizieren,
daß sie einer orthogonalen und schrägen Steckung der Steckbausteine zugänglich werden.
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In Figur 2 ist eine erfindungsgemäß ausgebildete Grundplatte 1 dargestellt,
auf die mehrere Steckbausteine unterschiedlicher Längen gesteckt sind. Die gezeigten
Anordnungen sollen demonitri-ren, daiz den bkann i:en orchogonalen St-cksy3cemen
c en-- temen en sprechend dimensionierte Steckbausteine 21, 22, 23, 24, 25 ohne
Änderungen auch um 45° gedreht auf der erfindungsgemäßen Grundplatte 1 steckbar
sind. Die gesteckten Steckbausteine sind gestrichelt in orthogonaler Steckung und
ausgezogen in um 450 gedrehter Steckung dargestellt.
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In den Figuren 3 und 4 ist jeweils eine erfindungsgemäß ausgebildete
Grundplatte 1 dargestellt, auf die entsprechend der Konzeption der Schrägsteckung
von Steckbausteinen solche neuer Art gesteckt sind.
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In Figur 3 sind zwei verschieden dimensionierte Steckbausteine (31,
32) mit rhomboider Grundform dargestellt, mittels denen ein formschlüssiger Übergang
von einer Schräge zu einer Horizontallage möglich ist. Dies wird durch die gestrichelt
gezeichneten horizontal und vertikal angeordneten konventionellen Steckbausteine
20 dargestellt.
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In Figur 4 sind zwei verschieden dimensionierte Steckbausteine 41,
42 mit einer trapezförmigen Grundform dargestellt, mittels denen ein formschlüssiger
Übergang von einer Schräge zu einer Horizontal- und Vertikallage möglich ist. Dies
erhellt aus der Betrachtung der gestrichelt dargestellten, parallel zum x, y-Koordinatensystem
gesteckten konventionellen Steckbausteine20.
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In Figur 5 ist eine kleine in erfindungsgemäßer Art ausgebildete Grundplatte
1 mit einem aufgesteckten konventionellen Steckbausein 20 dargestellt, um da3 StecXerin-zlp
zu demonstrieren.
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Aus der Vorderansicht ist ersichtlich, wie der Steclcbaustein 20 an
vier Steckzapfen 11 des größeren Durchmessers anliegt und durch Reibschluß festgehalten
wird. Aus der Darstellung nach Figur 5 ist insbesondere ersichtlich, wie die Steckbausteine
mit der inneren Umlauffläche der wannenförmigen Ausnehmung an den Steckzapfen anliegen.
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Es sei hier darauf hingewiesen, daß die in den übrigen Zeichnungen
dargestellten Steckbausteine stets nur durch eine der genannten inneren Umlauffläche
entsprechende Umlauflinie dargestellt sind.
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Aus der Aufsicht der Figur 5 ist insbesondere die Ausbildung der Steckbausteine
20 hinsichtlich der wannenförmigen Ausnehmung ersichtlich. Die Höhe dieser wannenförmigen
Ausnehmung muß,wie ohne weiteres ersichtlich ist, größer sein als es der Höhe der
Steckzapfen 11, 12 entspricht.
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In Figur 6 ist ein entsprechend der erfindungsgemäßen Konzeption der
Steckzapfen der Grundplatte ausgebildeter Steckbaustein 5 dargestellt. Dieser Steckbaustein
5 weist zwei im Abstand des Rastermaßes a parallel zueinander verlaufende Reihen
von Steckzapfen auf, die gemäß der erfindungsgemäßen Konzeption alternierend solche
großen Durchmessers d1 und solche kleinen Durchmessers
d2 sind.
Auch bezüglich der parallelen Reihen sind Steckzapfen 11, 12 unterschiedlichen Durchmessers
einander benachbart angeordneto Aus der Seitensicht der Figur 6 ist insbesondere
nochmals die Ausbildung des Steckbausteins als wannenförmiger Hohlkörper ersichtlich.
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In den Figuren 7 und 8 sind einige Beispiele für aufgrund der erfindungsgemäßen
Konzeption der Steckzapfen mögliche Steckkombinationen konventioneller und erfindungsgemäßer
Steckbausteine.
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In der oberen Elalfte der Figur 7 ist der Buchstabe "M", in derunteren
Hälfte der Buchstabe "Z" dargestellt. Gerade die Möglichkeit, Steckbausteine um
450 gegenüber den orthogonalen Einheitsrastern gedreht stecken zu können, ermöglichen
den einfachen Aufbau von Buchstaben. Die in der Figur 7 dargestellten Steckkombinationen
sind dabei nur als beispielsweise Anordnungen zu betrachten. Durch Realisierung
spezieller, den 450 Neigungen und dem Zweck zum Aufbau von Buchstaben angepaßter
Steckbausteine 6 lassen sich sämtliche Buchstaben des lateinischen Alphabets realisieren,
die keine Rundungen aufweisen. Die genannten speziell angepaßten Steckbausteine
6 sind in Form eines an einer Schmalseite um 450 abgeschrägten Rechtecks ausgebildet,
wobei die Grundmaße dem Rastermaß und den Steckzapfendurchmessern entsprechend gewählt
sind.
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Um auch die Buchstaben des lateinischen Alphabets realisieren zu können,
die eine Rundung aufweisen, wurde ein Halbkreis-Bogenstück 7 konzipiert, das diese
Möglichkeit, abgesehen von
der Darstellung des Buchstabens "D"
ermöglicht. Diese Halbkreis-Bogenstücke 7 weisen die Radien r1 = a - d2/2 und r2
= 2 a + d1/2 auf und gehen zu beiden Seiten in ein kontinuierlich anschließendes
Geradenstück der Länge d1/2 über.
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Als Beispiel sind die Buchstaben "O" und "P" mit diesem erfindungsgemäßen
Halbkreis-Bogenstück 7 auf die Grundplatte 1 gesteckt.
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Um auch den Buchstaben "D" realisieren zu können. wurde ein Viertelkreis-Bogenstück
8 mit den oben angegebenen Radien r1 und r2 konzipiert, das an beiden Enden ebenfalls
durch ein Geradenstück der Länge d1/2 abgeschlossen wird. Im vierten Quadranten
der Figur 8 ist ein Beispiel für einen auf die Grundplatte 1 gesteckten Buchstaben
"D" aufgezeichnet. Es sei nochmals darauf hingewiesen, daß die Konturen der dargestellten
Steckbausteine jeweils den inneren Umlaufflächen der wannenförmigen Ausnehmungen
entsprechen.
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Damit auch die Halbkreis-Bogenstücke 7 und die Viertelkreis-Bogenstücke
8 als Basisbausteine für auf sie in der Höhe zu steckende Steckbausteine verwendbar
sind, weisen sie an ihrer Oberseite ein dem Steckzapfenmuster des überdeckten Ausschnitts
der Grundplatte 1 identisches Master an großen und kleinen Steckzapfen 11', 12'
auf, Die in den Halbkreis- und Viertelkreis-Bogenstücken 7 bzw 8 in Figur 8 gezeichneten
Steckzapfen 11', 12' entsprechend somit sowohl den auf der Grundplatte i überdeckten,
als auch den auf der Oberseite der Bogenstücke sichtbaren Steckzapfen.
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Es wurde eine neue Steckzapfenkonzeption für Spielzeug-Steckbausysteme
beschrieben, die eine universelle Verwendung der bek@@nten Steckbausteine ermöglicht
und gemeinsam mit entsprechend der neuen Konzeption ausgebildeten und modifizierten
Steckbausteinen eine Vielfalt zusätzlicher Steckkombinationen ermöglicht. Die erfindungsgemäße
Steckbausteinkonzeption eröffnet neue Möglichkeiten für pädagogische Anwendungen.
Dabei wird insbesondere die spielerische Erlernung der Einzelelemente der lateinischen
Buchstaben und der arabischen Ziffern möglich.