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S T E C K L A U S Y S T E M
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Die Erfindung Detrifft ein Steckbausystem, bestehend im wesentlicen
aus Lochträgerteilen und Verbindungselementen mit mindestens einem Einsteckende
zum Einführen in die Löcher der Lochträgerteile, insesondere zur Herstellung von
Spielgegenständen, Containern, Mobel o.dgl.
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Es siJiA derartige Steckbausysteme 've;;anrlt, bei denen die Löcher
des Lochträgerteiles einen zylindrischen Querschnitt aufweisen. Die Verbindungselemente
weisen ebenfalls eine zylindrische Umrißform und einen Durchmesser auf, der einen
Reibungs- bzw. Haftsitz in den Löchern der Lochträgerteile gewährleistet. Die Verbindungselemente
dienen auf diese Weise zur Verbindung zwischen einialnen Lochträgerteilen. Die Lochträgerteile
und Verbindungselemente bestehen hier aus Holz.
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Mit diesem Steckbausystem können beliebige Konstruktionen wie Spielzeugstühle,
-Leitern o.dgl. hergestellt werden. Dieses Steckbausystem hat jedoch den Nachteil,
daß immer eine bestimmte Passung zwischen den Löchern der Lochträgerteile und den
Verbindungselementen mit sehr geringer Toleranz gewährleistet sein muß. Ist der
Reibungssitz zu stramm, so wird das Zusammenstecken oder beschädigungslose Auseinanderuauen
erheblich erschwert. Ist der Reibungssitz zu locker, so lassen sich keine Konstruktionen
mit der gewünschten Sicherheit herstellen (DT-GM 1 906 951).
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Um den Nachteilen solcher Steckbausysteme entgegenzuwirken, wurde
auch schon vorgeschlagen anstelle eines Reibungsechlusses zwischen Lochträgerteil
und Verbindungselement eine einrastbare Formschlußverbindung zu wählen, die Jedoch
zu ihrer herstellung einen großen Kraftaufwand erfordert (DT-PS 1 167 237).
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steckbausystem der eingangs
genannten Art zu schaffen, welches sehr große Abmessungstoleranzen bei den Löchern
der Loch trägerteile und den Einsteckenden der Verbindungselemente ermöglicht, so
daß sowohl an die ierkstoff- als auch an die Verarbeitungsqualität keine besonderen
Ansprüche gestellt werden müssen, und durch welches trotzdem sichere GerUst- oder
- in Kombination mit Flächenteilen - Flächenkonstruktionen hoher Stabilität herstellbar
sind.
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Aus diesen GerUst- und Flächenkonstruktionen lassen sich Nutzgegenstände
wie Leitern, Stühle, Container, Häuser o.dglW herstellen. Wohlgemerkt ist also eine
Einsatzmöglichkeit auch in der Großtechnik möglich.
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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher eine vom
Kreisquerschnitt abweichende Querschnittsform aufweisen derart, daß der wirksame
Lochdurchmesser in einer Dimension kleiner ist als in einer anderen Dimension, daß
das Einsteckende ebenfalls eine von einem Kreisquerschnitt abweichende Querschnittsform
aufweist derart, daß der wirksame Durchmesser in einer Dimension kleiner ist als
in einer anderen Dimension und daß der größte Durchmesser eines Einsteckendes größer
ist als der kleinste Lochdurchmesser aber kleiner ist als der größte Lochdurchmesser
derart, daß das Einsteckende durch widerstandsloses Einführen und anschließendes
Drehen um seine Längsachse in einem Loch kraftschlüssig fixierbar ist. Es wird also
als Verbindung zwischen Lochträgerteil und Verbindungselement ein bajonettahnlicher
Verschluß gewählt, der Jedoch im Gegensatz zu einem reinen Bajonettverschluß nicht
form- sondern kraftschlüssig ist.
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Um eine sichere Kraftschlußverbindung zu gewährleisten ist es nur
notwendig, daß die Abmessungsrelationen zwischen Einsteckende und Loch so gewählt
sind, daß das Einsteckende weitgehend widerstandslos in das Loch eingeführt werden
kann, dann aber durch Relativdrehung zwischen Einsteckende und Loch eine sichere
Reibschlußverbindung gewährleistet ist. Da die Sicherheit dieser Verbindung und
das leichte Einführen des Einsteckendes in das Loch nicht von der Einhaltung enger
Toleranzen abhängen, ist es ohne weiteres möglich, als Werkstoff sowohl für das
Lochträgerteil als auch für das Verbindungselement Holz zu wählen, das bekanntlich
bei unterschiedlicher Feuchtigkeit, beispielsweise hervorgerufen durch unterschiedliche
Feuchtigkeit der Umgebungsluit, gewissen Abmessungsschwankungen unterliegt.
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Das Einsteckende kann zweckmässig die Querschnittsform eines Kreises
mit zwei planparallelen Abflachungen aufweisen. Insbesondere kann das Verbindungselement
selbst stabförmig ausgebildet sein und über seine gesamte länge die Querschnittsform
des Einsteckendes aufweisen. Auf diese Weise kann &ur Herstellung eines ers
findungsgemaß en Verbindungselements ein einfach herstellbarer Rundatab verwendet
werden, der lediglich im Bereich zweier einander diametral gegenüberliegender Mantelflächen
mit planparallelen Abflächungen versehen wird. Die planparallelen Abflachungen können
hierbei auch die Drehung des Verbindungselements zur Herstellung der Verbindung
dadurch erleichtern, daß sie in einfacher Reise zum Angriff eines Naulschlüssels
geeignet sind. Dem selben Zweck einer Erleichterung der Herstellung
und
Lösung der Haftschlußverbindung zwischen Loch und Sinsteckende dient der Vorschlag
in die Stirnfläche eines Einsteckendes eine in diametraler Richtung verlaufende,
nach Art eines Schraubenschlitzes verlaufende wirksame Nut zum Angriff eines schraubenzieherähniichen
Retätigungswerkzeuges einzulassen. Ein Verbindungselement nach der Erfindung braucht
aber nicht stabfärmig ausgebildet zu sein. i8 kann eine beliebige Ausbildung aufweisen
und dann mit einer 'ßlehrzahl von beliebig angeordneten und beliebig zueinander
ausgerichteten Einsteckenden versehen sein.
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Wie bei der Querschnittsform eines Einsteckendes kann bei der Querschnittsform
eines Loches zweckmäßig der minimale Durchmesser im wesentlichen lotrecht auf dem
maximalen Durchmesser stehen. Der Lochträger kann æweckmNßig so ausgebildet sein,
daß die Lochachsen im wesentlichen lotrecht zu den den Lochaustritten benachbarten
Lochträgeroberflächen verlaufen. Auf diese Weise lassen sich z.B. Lochträger Seite
an Seite aneinanderliegend zu durchgehenden Großbauteilen miteinander verbinden.
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Es ist aber in gleicher preise auch möglich, zur Herstellung noch
variablerer Konstruktionen die Löcher von beliebigen Seiten her einzubringen und
in beliebigen Richtungen verlaufen zu lassen.
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Eine Ausführungsform sieht vor, daß das Lochträgerteil stabförmig,
insbesondere mit quadratischer Querschnittsform ausgebildet ist. Um hier auch möglichst
variable Konstruktionen zu ermöglichen, ist weiter vorgeschlagen, daß in die Stirnflächen
je ein Sackloch und in die Seiten flächen Durchgangslöcher in Form von in Stablängsrichtung
verlaufenden Lochreihen eingebracht sind, wobei jeweils die Lochachsen - wie bereits
vorstehend beschrieben - etwa lotrechtzu den Seitenflächen verlaufen, in die die
löcher einmünden. Bei einem solchen stabförmigen Lochträgerteil mit etwa quadratischem
Querschnitt können Lochreihen, die eiander benachbarten Längsseitenflächen zugeordnet
sind, gegeneinander versetzt sein, und zwar insbesondere um einen halben Lochabstand.
duf' diese Weise ist gewährleistet, daß auch räumliche Konstruktionen mit dem Steckbausystem
hergestellt werden können, ohne daß die in verschiedenen Richtungen die Lochträgerteile
durchdringenden Verbindungselemente miteinander kollidieren. Auch wird
durch dieses Merkmal eine größere Variabilität für die mit dem Steckbausystem herstellbaren
Konstruktionen gewährleistet.
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Zur Vermeidung überst@hender kannt@@ bei Ec@st@men zwischen zwei über
Ec@ in einem Winkel von etwa 90° zueianderstehend miteinander verbundenen Verbindungselelmenten
ist weiterhin vorgeschlagen, daß der Abstand der Löcher einer Lochreine untereinander
ein Mehrfaches und der Abstand der äußeren Lochmittelachse zu den Stirnflächen des
stabförmigen Lochträgerteiles ein Ganzes des halben Abstandes zwischen zwei planparallelen
Seitenflächen bzw. des halben Durchmessers des Lochträgerteiles darstellt.
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Die Längsachse des Lochträgerteiles kann gebogen sein. Die Enden können
dabei zur Bildung eines geschlossenen Kreisbogens miteinander verbunden sein.
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Eine andere Ausführungsform des Lochträgerteiles sicht vor, daß dieses
als Knoten mit einer Vielzahl von in belieDigen ftichtun'n verlaufenden Durchgangslöcnern
ausgebildet ist. Der knoten kann die Umrißform einer Kugel, eines Würfels oder auch
eines Würfels mit zusätzlichen, durch Brechung der Wüefelkanten gebildeten Seitenflächen
aufweisen.
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Eine besondere Ausführungsform sieht vor, daß da Lochträgerteil ele
Platte ist.
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Dabei können die Lochachsen insbesondere parallel zu den Plattenoberflächen
verlaufen. Die Löcher sind dabei Durchgangslöcher. Bei in verschiedenen Dichtungen
eingebrachten Löchern ist weiter vorgeschlagen, gleichgerichtete Löcher in einer
gemeinsamen Ebene anzuordnen. Die Ebenen gleichgerichteter Löcher können zusaminenfallen.
Hier überkreuzen sich dann Löcher unterschiedlicher Ausrichtung. Die Ebenen gleichgerichteter
Löcher können aber auch übereinanderliegen derart, daß sich verschieden gerichtetetLöcher
nicht schneiden.
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Anstelle der vorgenannten plattenförmig ausgebildeten Lochträger können
aber auch Flächenelemente vorgesehen sein, die im wesentlichen identisch wie die
plattenförmigen Lochträgerteile gestaltet sind, sich jedoch hinsichtlich ihrer Lochform
derart von plattenförmigen Lochträgerteilen unterscheiden, daß eine Fixiermöglichkeit
der Verbindungselemente nicht vorliegt, die Verbindungselemente vielmehr mit losem
Spiel beliebig durch die Löcher der Plächenelemente hindurchgeschoben werden können.
Derartige Flächenelemente lassen sich generell mit stab- oder seilförmigen Verbindungselementen
zu Flächenkonstruktionen kombinieren. Sie zeichnen sich durch eine besonders hohe
Flächenstabilität bei gleichzeitig einfachem Aufbau aus.
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Wenn nachstehend nähere Ausbildungsmöglichkeiten anhand dieses generellen
Flächenelements erläutert werden, so gelten diese Ausbiliungsmöglichkeiten in gleicher
Weise für ein plattenförmiges Lochträgerteil mit der Fixiermöglichkeit nach der
Erfindung.
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Das Flächenteil besteht aus einem plattenförmigen Kernteil als statischer
Träger mit aus- oder angeformten Durchstecklöchern für planparallel zur Platte verlauf
fende, generell tragende Verbindungselemente. Die Durchstecklöcher können durch
Verformung des Kernteiles gebildet sein. Das Kernteil kann z.B. eine Kunststoff-oder
Stahlbleckplatte sein. Es kann auch aus zwei einseitig mit durchgehenden Sicken
versehenen Platten derart zusammengesetzt , z.B. zusammengeklebt, sein, daß die
Sicken der Platten mit ihren Konkavseiten einander zugewandt sich korrespondierend
zu Durchstecklöchern ergänzen. Auf das Kernteil kann mindestens einßsitig eine Deckplatte
aufgesetzt sein. Der Zwischen-raum zwischen Kernteil und Deckplatte kann ausgefüllt,
insbesondere ausgeschäumt sein, wobei auch der iUllwerkstoff elastisch ausgebildet
sein kann derart, daß das Flächenelement insgesamt federnd nachgiebige, jedoch belastbare
Oberflächen aufweist. Der Füllwerkstoff kann auch ein Schalldämmwerkstoff sein.
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Die Erfindung sowie weitere erfindungswesentliche Einzelheiten werden
anhand von in den Fig. dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein stabförmiges Lochträgerteil Fig. 2 ein knotenförmiges Lochträgerteil
Fig. 3 ein plattenförmiges Lochträgerteil oder - bei abgewandelt ausgebildetem Lochquerschnitt
- Flächenelement Fig. 4 ein Verbindungselement Fig. 5 einen Ausschnitt aus dem Kernteil
eines plattenförmigen Lochträgerteiles bzw. Flächenelements Pig. 6 einen Qiiersohnitt
durch ein plattenförmiges Lochträgerteil b-r. Flächenelement entsprechend etwa der
Linie VI-VI in Fig. 3 Fig. 7 eine Draufsicht auf ein plattenförmiges Iochträgerteil
bzw. Flächenelement gemäß Fig. 6, welches von durch Verbindungsteile miteinander
verbundenen etahfdriigen 10chtrEgertsilen eingerahmt ist, wobei ans die Dargestellung
ein rechtwinkliger Eckstoß zwischen stabförmigen Lochträgerteilen ersichtlich ist.
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Das stabförmige Lochträgerteil 1 weist die Form eines langgestreckten
Quaders mit quadratischer Querschnittsform auf (Stirnfläche 2). In die Seitenflächen
3,4 sind Reihen von Löchern 5 eingebracht. Die Löcher 5 sind Durchgangslöcher und
weisen eine identische Querschnittsform auf. Die Längsachsen 6 bzw. 7 der den Seitenflächen
3,4 mittig zugeordneten Lochreihen verlaufen parallel zu den Seitenkanten 8 des
Lochträgerteiles 1. In die beiden Stirnseiten 2 sind Sacklöcher eingearbeitet, deren
Querschnittsform der Querschnittsform der Durchgangslöcher 5 entsprechen kann. Die
Mittellängsachsen der Löcher 5,9 verlaufen lotrecht zu den Flächen 2-4.
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Eine mögliche Form der Löcher 5,9 wird anhand von Fig. 6 und 7 wie
folgt beschrieben: Die Locher weisen eine leicht ovale Querschnittsform auf derart,
da( ihr wird samer Durchmesser lo in der einen Dimension etwas kleiner ist als der
darauf etwa lotrecht stehende Durchmesser 11. Der Durchmesser lo stellt den minimalen,
der Durchmesser 11 den maximalen Lochdurchmeser dar.
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Das Verbindungselement 12 weist die Querschnittsform eines preises
mit zwei planparallelen Abflachungen 13,14 auf. Bei dem Ausführungsbeispiel liegt
diese Querschnittsform über die gesamte Länge des Verbindungselementes vor, was
jedoch nicht unbedingt notwendig ist. Zwischen den beiden Einsteckenden 15,16 kann
grundsätslich das Verbindungselement 12 eine beliebige Ausgestaltung aufweisen.
is rriissen die beiden Einsteckenden 15,15 auch nach. un@edi@gt miteinander flucnten.
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Durch die beiden Abflachungen 13,14 ist der Durchmesser 17 größer
als der Durchmeser 18. Der Durchmesser 18 ist etwas kleiner als der Lochdurchmesser
lo, der Durchmesser 17 ist etwas kleiner als der Lochdurchmesser 11, jedoch größer
als der Lochdurchmesser lo. Auf diese Weise kann das Verbindungselement 12 mit einem
Einsteckende leicht in ein Loch 5,9 eingeführt werden, wenn die Abflachungen 13,14
etwa lotrecht zum kürzesten Lochdurchmesser lo stehen.
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Durch Drehung des Einsteckelementes 12 im Loch 5,9 erfolgt dann eine
Reib- bzw.
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Haftschlußverbindung, wobei diese Drehung je nach den Abmessungerelationen
von Einsteckenden 14,15 bzw. Loch 5,9 einen größeren oder kleineren Winkelbetrag
ausmacht, der jedoch theoretische maximal 900, möglichst jedoch weniger als 90°
beträgt. So ist vorgesehen, mit einem Drehwinkel von etwa maximal 450 bis zu einer
festen Haftverbindung auszukommen. Die Stirnflächen 19,20 des Verbindungselements
können mit einer nach Art eines Schraubenschlitzes wirksamen Nut 21,22 versehen
sein.
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Bei dem stabförmigen Lochträgerteil 1 sind die den Längsachsen 6,7
zugeordneten Lochreihen um die Hälfte eines Lochabstandes y gegeneinander versetzt.
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Der Abstand y1 (Fig.7) der äußersten Lochmittelachse 23 zur benachbarten
Stirnflache 2 des Lochträgerteiles 1 ist gleich groß der Hälfte des Abstandes D
zwlschen zwei planparallelen Seitenflächen 4 des stabförmigen Iiochträgerteiles
1 bz-W. gleich dem Abstand der Mittellängsachse eines in die Seitenflächen 3,4 eingebrachten
Durchgangsloches von den zu ihr parallelen Seitehflächen 4.
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Die Relation des Abstandes y1 der äußersten Lochmittelachsen 23 zu
den Stirnflächen 2 der stabförmigen Lochträgerteile 1 und zu den Seitenlängen D
der qual@atischen Querschnittsform errechnet sich nach der Formel y1 = D/2 Der Abstand
y zwischen zwei benachbarten Löchern einer Lochreihe verhält sich zu Y1 nach der
Formel y = y1: x, wobei x eine ungebrochene ganze Zahl ist. y ist also ein Mehrfaches
von y1. Hierdurch ist gewährleistet, daM in Eckstoßbereich die Stirnfläche des einen
stabförmigen Lochträgerteiles 1 mit der Seitenfläche 4 des etwa lotrecht daran angrenzenden
Lochträgerteiles 1 fluchtet.
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Die Mittellängsachse eines stabförmigen Lochträgerteil @@ @cht nicht
- wie bei d@n @@r @estellten Ausführungsformen - geradlinig zu verlaufen. Sie kann
auch gebogen sein.
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In Fig. 2 ist das Lochträgerteil als Knoten ausgebildet, wobei im
Gegensatz zu Fig. 1 die Lochmittelachsen nicht ausnahmslos lotrecht aufeinander
stehen, sondern auch teilweise in einem Winkel von 450 zueinander verlaufen. Beim
Knoten des Ausführungsbeispiels ist die Form eines Würfels mit zu den Würfelflächen
in einem Winkel von 45° stehenden Brechungsflächen für die Würfelkanten vorgesehen.
Der Lochquerschnitt ist mit dem anhand von Fig 1 und 6 erläuterten Lochquerschnitt
identisch. Anstelle des Knotens kann auch eine Kugel vorgesehen sein. Die Richtung
der in eine Kugel eingebrachten Löcher kann beliebig gewählt werden. Das plattenförmige
Lochträgerteil 25 (FIG. 3) ist mit Löchern versehen, deren Querschnittsform mit
denen der Löcher 5,9 übereinstimmen. Wie beim Knoten 24 sind auch hier die Löcher
26,27 als Durchgangslöcher ausgeführt. Die Lochachsen verlaufen parallel zu den
Plattenoberflächen (Seitenkanten 28,29). Beim Ausführungsbeispiel liegen die Mittellängsachsen
der Löcher 26 in derselben Ebene wie die Mittellängsachsen der Löcher 27. Die löcher
schneiden sich also.
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Ein Flächenelement nach der Erfindung unterscheidet sich von dem plattenförmigen
Lochträgerteil 25 lediglich durch eine abge@andelte Lochquerschnittsform. Diese
Lochquerschnittsform brauch@ nicht besondere definiert zu sein. @@i @@@ Flächenelement
haben die Locher jedoch die Eingenschaft keine Fixierverbindung mit den Verbindungselementen
12 zuzulassen. So eignen sich diese Flächenelemente @@cr @@@ auffädeln nicht nur
auf Verbindungselemente 12 sondern auf beliebig gestel@@t@ Trägerteile wie Stäbe
oder S@il@, die dabei @ewissermaßen das Rückgrat für des Fächenelement dargestellen.
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Bei dem nachstehend erläuterten Aufba@ des plattenförmigen Lochträgerteiles
25 spielt der eingentliche Lochquerschnitt generall keine Rolle mehr, weil die nachstehenden
Ausführungen in gleicher weise für ein plattenförmiges Lochträgerteil mit dem zu
Befestigungszwecken dienenden Lochquerschnitt bestimmt istwie für generell ein Flächenelement.
Wenn nachstehend daber von dem Flächenelememt die Rode ist, so gilt dies in gleicher
Weise für die Ausbildung des plattenförmigen Lochträgerteiles.
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Das Flächenelement enthält ein Kernteil 30 (Fig.5). Die Durchstecklöcher
31 für Verbindungselemente sind durch Verformung des Kernteiles gebildet. Im @@
@@-den Fall sind die Löcher aus dem grundsätzlich plattenförmigen Kernteil her@@sgedrückt
dadurch, daß das Kernteil 30 partiell mit zueinander parallellaufenden Durchgangsschlitzen
32 versehen ist, während der Zwischenraum zwischen der Durchgangsschlitzen 32 zur
Bildung eines Art Tunnels aus der Plattenebene des Kernteiles herausgedrückt ist.
Je nach der gewünschten Durchsteckrichtung für die Verbindungselemente verlaufen
die Schlitzungen 32 entsprechend lotrecht dazu.
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Das Kernteil 30 kann aus @lech @@@@chen. Es kann jedoch auch mit den
Durchtrittslöchern 31 fertig gespritzt sein (Fig. 5). Bei der Ausführungsform gemäß
Fig.@ ist das Kernteil aus zwei einseitig mit durchgehenden Sicken 53 versllencn
Platten derart zusammengesetzt, z.B. zusammengeklebt, daß die Sicken 33 der Platten
34 mit ihren Konkavseiten eiander zugewandt sich korrespondierend zu Durchstecklächern
ergänzen. Im übrigen ist der Verlauf der Durchstecklöcher entsprechend Fig. 3 vorgesehen.
Aus der Ausführungsform in Fig. 6 ist die genaue Querschnittsform eines Fixier-Durchsteckloches
ersichtlich, wobei die längere Achse 11 und die kürzere Achse lo eingezeichnet sind.
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Bei dem insgesamt mit 35 bezeichneten Flächenelement gemäß Fig. 6
sind die Platten 34 im Tiefziehverfahren hergestellt. Auf das Kernsteil, welches
durch die Zusammenfügung zweier Platten 34 gebildet ist, ist mindestens einseitig
eine Deckplatte 36 aufgesetzt. Der zwischenraum 37 zwischen Kernteil bzw. Platte
3@ und Deckplatte kann ausgefüllt, insbesondere ausgeschäumt sein. Die Außenränder
der das Kernteil bildenden Platten 34 sind wulstartig ausgebildet.
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Zu diesem Zweck ist die Platte im Seitengantenbereich nach außen in
die Höhe der Deckplatte 30 geführt. Diese bildet dor@ @a@dflächen 38, die etwa planparallel
mit der Deckplatte 30 verlaufen. Die freien Enden 39 der Randflächen 38 sind in
Richtung aufeinander einwärts geführt und stirnseitig miteinander verbunden.
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Die Flächen @@ bilden gewissermaßen einen Rahmen für die Deckplatte
35, die im @@@@bereich auf einer Stufe 40 au@liegt bzw. aufgeklebt ist. Anstelle
der Deckplatte 35 kann auch eine Sc@aum@ @@st@@@ @@ge vor@ @e@@@ se@.
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L e e r s e i t e