DE2553027A1

DE2553027A1 - Konstruktionsbaukasten

Info

Publication number: DE2553027A1
Application number: DE19752553027
Authority: DE
Inventors: Jean-Paul Bettens
Original assignee: Modulo SA
Current assignee: Fisher Price Inc
Priority date: 1974-12-04
Filing date: 1975-11-26
Publication date: 1976-06-10
Also published as: CH590676A5; AR217622A1; SE7513645L; DK151688B; JPS5182135A; IT1059852B; GB1517038A; ZA757285B; FR2293229A1; HK3679A; DE2553027C2; CA1043565A; US4044497A; SE408134B; DK538375A; JPS596671B2; DK151688C; ES443382A1; BR7508043A; FR2293229B1

Description

MODÜLO 3,A. Ie Sentier (Waadt, Schweiz)

Eonstruktionsbaukasten

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Konstruktionsbaukasten.

Konstruktionsbaukasten sind bekannt. Man "verwendet aie zum Aufbau von Modellen aller Art, beispielsweise Maschinen, Apparaten, Gebäuden usw. aus Bauelementen. Diese Baukästen enthalten viele Elemente mit im allgemeinen unterschiedlichen Funktionen, die man zur gewünschten Struktur zusammensetzt. Man kennt schon viele Möglichkeiten, die einzelnen Elemente aneinander zu befestigen und zusammenzusetzen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Baukästen, bei denen man die Bauelemente ohne Schrauben miteinander verbindet.

Es ist bereits ein Baukasten bekannt, bei dem langgestreckte Elemente mit quadratischem Querschnitt verwendet werden, deren Seitenflächen mit Längsnuten versehen sind, die

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schwalbenschwanzförmig sind. Die Stirnseite dieser Elemente weist einen kleinen Knopf auf, der in die Längsnuten passt, derart, dass man ein Element, welches rechtwinklig mit einem anderen Element verbunden ist, mit seiner Stirnseite längs der Seitenfläche des zweiten Elementes verschieben kann.

Dieses System weist mehrere Nachteile auf. Zunächst ist es möglich, schon unter Anwendung einer massigen Kraft den Knopf aus der Längsnut seitlich herauszudrücken oder das erste Element in der Längsnut des zweiten Elementes zu drehen, da der Knopf aus einem Kunststoff besteht und so elastisch ist, dass er nicht abreiset. Weiterhin kann das erste Element nicht an einer beliebigen Stelle des zweiten Elementes fixiert werden, da der Knopf frei in der Hut läuft.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Baukästen zu beseitigen und einen neuen Konstruktionsbaukasten zu schaffen, dessen Elemente universell verwendbar, leicht zusammensetzbar und preiswert herzustellen sind und es gestatten, zwischen den Elementen starre und feste, jedoch lösbare Verbindungen zu schaffen, wobei die Verbindungen eine . Verriegelung aufweisen, ohne dass Schrauben und Muttern oder andere, ähnliche Verbindungselemente erforderlich sind. Schliesslich sollten der Baukasten und seine Elemente aus preiswerten Materialien günstig herzustellen sein, und sowohl die Elemente als auch die Modelle sollten ein angenehmes Aussehen aufweisen.

Der erfindungsgemässe Konstruktionsbaukasten mit Anbaufegen aktiven und passiven Bauelementen ist dadurch gekennzeichnet, dass die aktiven Elemente Würfel darstellen, die auf mindestens einer ihrer sechs Flächen ein Halteorgan aufweisen, welches in eine entsprechende Ausnehmung eines passiven Bauelementes passend einführbar ist, wobei das passive Element quaderförmig, hohl und an einer Längsseite mindestens an den Endbereichen offen ist und den gleichen Querschnitt wie das aktive Element hat, die genannte Ausnehmung an mindestens einer

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der beiden Stirnseiten des passiven Elementes angebracht ist und so geformt ist, dass beim Einführen des Halteorgans eines aktiven Elements in die Ausnehmung des passiven Elementes ein Widerstand gegen die elastische Verformbarkeit von Bereichen der Ausnehmung zu überwinden ist, wonach das Halteorgan in der Ausnehmung lösbar verriegelt ist, und wobei das Halteorgan Führungsmittel in Form geradliniger Kanten aufweist, die passend an Innenflächen des passiven Elementes gleiten.

Nach einer bevorzugten Ausführungsart ist das Halteorgan am aktiven Element ein knopfartiger Zapfen, dessen Basis zylindrisch ist und in die Ausnehmung des passiven Elementes passend einführbar ist, wobei die länge der Basis der Dicke der Stirnseite des letzteren entspricht; die Ausnehmung des passiven Elementes besteht aus zwei sich überschneidenden Kreisen, wodurch an der Wandung der Ausnehmung zwei gegenüberliegende Höcker gebildet werden, gegen deren elastische Verformung die Basis des Halteorgans, welche praktisch den gleichen Durchmesser wie die Kreise hat, in den oberen, kreisförmigen, mittig an der Stirnseite des passiven Elementes angebrachten Teil der Ausnehmung eindrückbar ist, wobei die Höcker das Halteorgan in der Ausnehmung verriegeln, und der Knopf des Zapfens ist eine vieleckige Platte mit paarweise parallelen Gegenseiten, wobei die Platte an Innenflächen des passiven Elementes gleitet und eine gegenseitige Führung bzw. Halterung der beiden Elemente in radialer und axialer Richtung bewirkt. Als Variante kann die Ausnehmung auch in Form eines sich nach aussen erweiternden Schlüsselloches geformt sein, und der Uebergang zwischen den geraden Seitenteilen des Schlüsselloches zum zentralen kreisförmigen Bereich ist etwas kleiner als der Durchmesser der Basis des Halteorgans.

Mit einer derartigen Ausbildung der beiden ineinanderpassenden Organe wird die Verbindung zwischen dem aktiven und passiven Element durch die vieleckige Platte, deren Seiten-

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flächen sich an. den inneren Wandungen des passiven Elementes abstützen, ausgerichtet und festgehalten, so dass zwischen den beiden Elementen keine Verdrehung stattfinden kann. Andererseits gestatten bei der Einführung des Halteorgans in die Ausnehmung des passiven Elementes die Seitenflächen der vieleckigen Platte die Führung der beiden Elemente, bis diese beiden Elemente ineinander eingeschnappt sind, d.h. wenn die zylindrische Basis des Halteorgans den halbkreisförmigen Oeffnungsbereich des passiven Elementes erreicht hat, nachdem der elastische Widerstand der eingezogenen Bereiche der Ausnehmung überwunden ist.

Die Bauelemente des Konstruktionsbaukastens gemäss Erfindung werden vorzugsweise durch Verformung, z. B. Formspritzen, eines thermoplastischen Kunststoffes hergestellt, der die notwendige Elastizität zum Einführen des aktiven Elementes in die Oeffnung des passiven Elementes gegen den Widerstand der Verriegelungsmittel des letzteren aufweist. Besonders bevorzugte Kunststoffe sind die Polyamide (Nylon, Perlon, Grilon), Polycarbonate (Makroion) und insbesondere Polyacetale, wie z.B. Delrin. Diese Kunststoffe können natürlich entsprechend den Wünschen eingefä'rbt werden. Die genaue Konstruktion sämtlicher Elemente wird im allgemeinen in ihren Einzelheiten derart ausgewählt, dass einfache und daher preisgünstige Formen verwendet werden können. Wie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen hervorgeht, entspricht die Ausgestaltung der Elemente diesen Anforderungen.

In der Zeichnung sind als Beispiel Ausführungsformen und Varianten der einzelnen Bauelemente des erfindungsgemässen Konstruktionsbaukastens wiedergegeben.

In der Zeichnung stellen dar:

Fig. 1 perspektivische Ansichten eines aktiven Elementes und von vier passiven Elementen,

Fig. 2 eine Vorderansicht eines passiven Elementes mit der Ausnehmung, die das Halteorgan des aktiven Elementes

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aufnimmt,

Fig. 3 eine andere Ausführungsform der Ausnehmung gemäss Fig. 2,

Fig. 4, 5 und 6 eine Ausführungsform eines aktiven Elementes, welches aus zwei ineinander gesteckten Teilen gebildet ist,

Fig. 7 einen Grundriss eines aktiven Elementes, welches mit zwei passiven Elementen unter Bildung einer rechtwinkligen Struktur verbunden ist,

Fig. 8 eine dritte Ausführungsform des aktiven Elementes, welches ein Gelenk darstellt,

Fig. 9 einen Querschnitt durch das aktive Element gemäss Fig. 8 in Richtung der Pfeile IX-IX,

Fig. 10 einen Querschnitt durch eine Verkleidungsplatte, welche dazu bestimmt ist, einen Sahmen zu schliessen, der aus aktiven und passiven Elementen gebildet ist, Fig. 11 eine Draufsicht auf die Platte gemäss Fig. 10,

Fig. 12 eine Ansieht eines Verstrebungselementes, welches sich mit zwei aktiven Elementen verbinden lässt und als Diagonalversteifung dienen soll,

Fig. 13 verschiedene Möglichkeiten der Verbindung von aktiven und passiven Elementen, wobei die letzteren drei verschiedene längen aufweisen,

Fig. 14 einen Querschnitt durch ein Drehelement, insbesondere Schnurrolle,

Fig. 15 eine Vorderansicht der in Fig. 14 im Schnitt dargestellten Rolle,

Fig. 16 einen Querschnitt durch ein Zahnrad,

Fig. 17 eine Seitenansicht des in Fig. 16 dargestellten Zahnrades in Richtung des Pfeiles A,

Fig. 18 eine Draufsicht auf einen Hohlzylinder, welcher in Verbindung mit zwei Zahnrädern, beispielsweise gemäss Fig. 17 und 16, eine Kabeltrommel bildet,

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Fig. 19 einen Querschnitt gemäss XVIII-XVIII in Fig. 18 und

Pig. 20 die perspektivische Ansicht eines Krans , der mit den Bauelementen gemäss Fig. 1 bis 19 aufgebaut wurde.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist das aktive Element 1 so ausgestaltet, dass es sich mit einem oder mehreren passiven Elementen verbinden lässt. In Fig. 1 sind weiterhin vier passive Elemente 2, 3, 4 und 5 in Form von Hohlbalken dargestellt.

Das aktive Element 1 ist ein Würfel, dessen Seitenflächen mit Haltezapfen oder Knöpfen 6, 7 und 8 versehen sind, die dazu bestimmt und so ausgestaltet sind, dass sie in eine entsprechende Oeffnung 9 bzw. 10, 11 und 12 eingeführt werden können, welche sich an den Stirnseiten jedes passiven Elementes 2, 3> 4 und 5 befindet. Jeder Knopf 6_t 7 und 8 weist eine zylindrische Basis 14 auf, die in der Mitte jeder Seitenfläche 13 des Elementes 1 angebracht ist, und ein Teil 13a in Form eines achtseitigen Schraubenkopfes, derart, dass jeweils gegenüberliegende Seiten des Achteckes einander parallel und je vier davon zu den Seitenkanten des Würfels parallel sind.

In dieser Ausführungsform gemäss Fig. 1 weist jede Seitenfläche des Würfels 1 einen Knopf auf. Es ist natürlich möglich, dass das Element 1 beispielsweise nur 4 Knöpfe aufweist, die an vier umlaufenden Flächen des Würfels befestigt sind, wobei die obere und untere Fläche frei bleibt. Weiterhin ist es möglich, aktive Bauelemente vorzusehen, die nur 2 Verbindungsknöpfe aufweisen. Die Anzahl dieser Verbindungsknöpfe hängt von der bestimmungsgemässen Verwendung des Bauelementes und von den Kombinationen ab, die man mit diesem erzielen will. Im allgemeinen werden die aktiven Elemente mit zwei bis sechs Knöpfen hergestellt.

Weiterhin weist das aktive Element 1 Bohrungen 15 bzw. 16 und 17 auf, welche sowohl die Verbindungsknöpfe als auch den Würfel zentral durchsetzen und als Lager für eine Achse oder

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Welle dienen. Die passiven Elemente 2 bzw. 3, 4 und 5 Ci¹Ig. 1) haben ein U-Profil mit der gleichen Breite und Höhe wie die Seitenkante des aktiven Elementes 1, und die beiden geschlossenen Stirnseiten dieses Elementes weisen, wie oben schon erwähnt, die Verbindungsausnehmung 10, 11 bzw. 12 auf, in denen die Halteorgane bzw. Verbindungsknöpfe 6, 7 bzw. 8 der aktiven Elemente einführbar sind und dort Patz finden.

In Fig. 2 und 3 sind die Stirnseiten der passiven Elemente mit der Ausnehmung zum Einführen der Knöpfe gezeigt. Aus Fig. 2 geht zunächst hervor, dass die Oeffnung die Form eines Schlüssellochs aufweist, welches nach unten offen ist. Der Knopf 6, 7 bzw. 8 des aktiven Elementes 1 (Fig. 1) wird von unten in die Oeffnung 18 (Fig. 2) eingeführt und legt sich schliesslich in den kreisförmigen Bereich 19 dieser Oeffnung ein, nachdem man ihn durch den Durchgang zwischen den Torspringen 20 und 21 hindurchgedruckt hat, der etwas enger ist als der Durchmesser der Basis 14 (Fig. 1). Selbstverständlich ist in Wirklichkeit die freie Strecke zwischen den Vorspringen 20 und 21 kleiner, als sie in Fig. 2 dargestellt ist. Der Durchmesser des kreisförmigen Bereiches 19 der Oeffnung 18 hat im wesentlichen gleichen Durchmesser wie die zylindrische Basis 14 des Knopfes 6, dergestalt, dass nach Anliegen der zylindrischen Basis 14 des Knopfes 6 an die Wandungen des kreisförmigen Ausschnittes 19 die wieder zurückgefederten Vorspringe 20 und 21 das aktive Element in seiner Lage verriegeln. Weiterhin weist die Haltevorrichtung 6 des Elementes 1 über der zylindrischen Basis 14 die vieleckige Platte 13a auf, welche so geformt ist, dass sie sich an die Innenwandungen des passiven Bauelementes 2, 3, 4 bzw. 5 anlegt (diese Lage der Platte 13a ist in Fig. 2 und 3 gestrichelt gezeigt). Mit dieser Ausbildung kann sich nun das aktive Element im Kreisabschnitt 19 der Oeffnung 18 des passiven Elementes nicht verdrehen und wird in fester Verbindung mit diesem Element gehalten. Weiterhin sieht man, dass das aktive Element 1 in das

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passive Element 2, 3, 4 bzw. 5 in acht verschiedenen Stellungen eingeführt werden kann. In vier dieser acht Stellungen bildet das aktive Element eine Verlängerung des passiven Elements, und in den übrigen vier Stellungen bildet das aktive Element einen Winkel von 45° mit dem passiven Element. Zur leichteren Einführung des aktiven in das passive Element kann die Platte 13a des Knopfes 6 nach innen abgeschrägt werden, wie weiter unten im Zusammenhang mit Pig. 7 (Bezugszeichen 78) beschrieben ist. Ausserdem kann man die Winkel zwischen zwei anstossenden Kanten des Achtecks der Platte 13a abrunden.

In Fig. 3 ist eine andere Form der Oeffnung 22 des passiven Bauelementes gezeigt, welche eine noch wirksamere Verriegelung erlaubt. Die Form der Oeffnung 22 wird durch zwei sich schneidende Kreise gebildet, und die spitzere Form der Vorspringe 23 und 24 gegenüber den Vorspringen 20 und 21 erlauben demgemäss eine noch stärkere Verriegelung der zylindrischen Basis 14 des Knopfes 6 in der Oeffnung des passiven Elementes.

Um den Knopf 6 leicht in die Oeffnungen 9, 10, 11, 12, 18 und 22 des passiven Elementes einführen zu können, müssen letztere eine solche Elastizität aufweisen, dass die Vorspringe 20 und 21 bzw. 23 und 24 und damit auch die seitlichen anstossenden Wandbereiche 25 und 26 (Fig. 3) elastisch nachgeben und danach in ihre ursprüngliche Lage zurückkehren können. Aus diesem Grunde werden zumindest die passiven Elemente vorzugsweise aus Kunststoffen hergestellt, die solche Eigenschaften aufweisen. Beispiele dafür werden weiter unten gegeben.

Um den Aufbau von Strukturen mit unterschiedlichen Dimensionen zu gestatten, bildet man die passiven Elemente in verschiedenen längen aus, die beispielsweise und vorzugsweise so gewählt werden, dass ein mit einem aktiven und einem weiteren passiven Element zusammengestecktes passives Element eine Länge aufweist, die derjenigen eines längeren passiven Elementes entspricht. Die Art und V/eise, wie man bevorzugt die Längen der

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passiven Elemente wählt, wird weiter unten im Zusammenhang mit Fig. 13 beschrieben.

Die passiven Elemente weisen weiterhin Löcher 27 auf allen drei Seiten des U-Profils, aus dem sie bestehen, auf, und diese Löcher befinden sich in Abstä*nden, die gleich der Seitenlänge des Würfels des aktiven Bauteils sind. Diese Löcher 27 dienen zur Aufnahme von Wellen, die sich in den Oeffnungen 27 frei drehen können.

In Pig. 4 bis 6 ist eine Ausführungsform des aktiven Elements näher gezeigt, aus der auch die Herstellungsart hervorgeht. Dieses Bauelement besteht aus Kunststoff-Spritzteilen und wird durch zwei Teile 28 und 28a (Fig. 4 und 5) gebildet, die sich ineinander schieben lassen.

Wie aus Fig. 4 hervorgeht, hat das Teil 28 den Grundriss eines Würfels, der von vier Seitenwandungen 29 bis 32 gebildet wird, wobei die Unterseite und die Oberseite des Würfels offen sind. In der Mitte jeder Seitenwandungen 29 bis 32 ist ein Verbindungsknopf 33» 34, 35 bzw. 36 angebracht, der wie die in Fig. 1 dargestellten Verbindungsknöpfe aus einer zylindrischen Basis 37 und einer Platte 38 besteht, die hier nicht achtkantig, sondern nur vierkantig ist. Das aktive Bauelement gemäss Fig. 4 bis 6 kann daher nicht wie dasjenige gemäss Fig. 1 auch Winkel von 45° mit den passiven Bauelementen bilden, sondern nur jeweils um 90° gegen das passive Bauelement versetzt sein. Das Teil 28 weist zwei Bohrungen 39 und 40 auf, die durchgehend sind und in der Mittellinie der Verbindungsknöpfe 33 und 35 bzw. 34 und 36 liegen. An den inneren Kanten des Teiles 28 sind noch Verstärkungskehlen 41 bis 44 vorgesehen, die sich in der Mitte der Innenkante befinden und dazu bestimmt sind, in entsprechenden Uuten des Teiles 28aeinzugreifen, wie jetzt beschrieben wird.

Das Teil 28a, das in Fig. 5 und 6 dargestellt iet, vervollständigt das Teil 28 zum aktiven Element. Es weist ein Mittelstück aus vier Wänden 45 bis 48 auf, wobei diese Wände so dimen-

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sioniert sind, dass das Teil 28a in das Teil 28 eingeschoben werden kann, wie in Fig, 6 dargestellt ist. Die Wände 46 und haben die gleiche Länge wie die Seitenlinie des Würfels 30 in Fig. 4, und die Wände 45 und 47 sind so gross, wie dem offenen Querschnitt des Teiles 28 entspricht. Die Wände 45 und 47 tragen in ihrer Mitte einen Verbindungsknopf 49 bzw. 50, der denjenigen des Teiles 28 gleich ist und auch eine Mittelbohrung 51 aufweist. Die Wände 46 und 48 weisen ebenfalls in ihrer Mitte eine Bohrung

52 mit dem gleichen Durchmesser wie die Bohrungen 39 und 40 des Teiles 28 auf. In der Mitte der längeren Kanten der Wände 46 und 48 sind vier Muten 53 bis 56 vorgesehen, in welche die Verstärkungsgrate 41 bis 44 des Teiles 28 eingreifen, wenn man das Teil 28a in das Teil 28 einschiebt, wie in Fig. 6 gezeigt ist. Die Teile 28 und 28a, die eben beschrieben wurden, sind so ausgebildet, dass sich das Teil 28a in das Teil 28 mit leichter Reibung einschieben lässt, wobei die feste Verbindung zwischen den beiden Teilen durch die G-rate 41 bis 44, die in die Nuten

53 bis 56 zu liegen kommen, bewerkstelligt wird. Dadurch wird das Teil 28a vollständig im inneren des Teils 28 festgehalten, und es wird ein Würfel mit Verbindungsknöpfen auf allen sechs Flächen gebildet. Dabei richtet sich die Bohrung 52 des Teiles 28a genau auf die Bohrung 40 des Teiles 28 aus, so dass man eine Achse oder Welle durch die Bohrung 40 stecken kann, ebenso wie durch die anderen Bohrungen 39 und 51.

Das eben beschriebene aktive Bauelement sollte sehr glatte und gleitfähige Oberflächen aufweisen, damit man es leicht mit einem passiven Element zusammenfügen kann. Bs wird also beispielsweise aus Uylon hergestellt.

In Fig. 7 ist eine Draufsicht auf einen Aufbau dargestellt, der aus einem aktiven Element (ähnlich einem gemäss Fig. 4 bis 6) und zwei passiven Elementen besteht, die miteinander einen Winkel von 90° bilden. Das aktive Element 70 weist Halteorgane (Verbindungsknöpfe) 71, 72, 73, 74, 75 und 76 auf

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allen sech3 Würfelseiten auf, wobei diese Halteorgane aus einer 'zylindrischen Basis und einer daraufbefindlichen Vierkantplatte bestehen. Aus der Zeichnung geht hervor, dass bei den Knöpfen 75 und 76 die Ecken 77 abgerundet sind, und dass die Kante der Vierkantplatte, die dem Würfel gegenüberliegt (siehe insbesondere die Halteorgane 73 und 74) bei 78 abgeschrägt sind, wodurch man die Verbindungsknöpfe leichter in die Oeffnungen der passiven Elemente einschieben kann. Im Beispiel gemäss Fig. 7 sind, wie dargestellt, nur zwei der sechs Verbindungsknöpfe verwendet.

Das in Fig. 8 und 9 wiedergegebene aktive Bauelement besteht aus einem Teil 81, das so ausgebildet ist, dass es ein Teil 82 aufnehmen kann, welches gegenüber dem Teil 81 in einer Ebene um 180° schwenkbar ist. Das Teil 81 besteht aus zwei Platten 83 und 84» die mittels des Abstandstückes 85 im Abstand gehalten werden. Die beiden Platten 83 und 84 und das Abstandsstück 85 weisen jeweils an den äusseren Flächen einen Verbindungsknopf 86 bzw. 87 und 88 auf, der wie die Verbindungsknöpfe der vorstehend beschriebenen (Fig. 4 bis 6) aktiven Elemente ausgestaltet ist. An der Innenseite weisen die Platten 83 und 84 zylindrische, schräggeschnittene Zapfen 89 und 90 auf, die zur Aufnahme des Teiles 82 vorgesehen sind. Die Zapfen 89 und 90 sind derart schräg abgeschnitten, dass die Schnittfläche nach aussen, d.h. rechts in Fig. 8, mit der inneren Fläche der Platten 83 und 84 zusammenfällt, während der innere Bereich der Zapfen, d.h. der gegen das Abstandsstück .85 gerichtet ist, etwa jeweils ein Viertel des Abstandes zwischen den Platten 83 und 84 beträgt. Dadurch, dass die Höhe der schrägabgeschnittenen Zylinder 89 und 90 nach aussen hin null ist, kann das Teil 82 leicht in das Teil 81 eingeführt werden, vorausgesetzt, dass diese beiden Teile und 82 eine ausreichende Elastizität aufweisen. Man stellt sie daher bevorzugt aus einem elastischen Kunststoff her, genau wie die bereits beschriebenen passiven Elemente. Das Teil 81 weist zusätzlich die Bohrungen 91 bzw. 92 und 93 auf, welche die Ver-

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bindungsknöpfe 86, 87 und 88 durchdringen. Diese Bohrungen 91 bis 93 können, wie bereits in Verbindung mit den Bauelementen gemäss Fig. 1 bis 7 beschrieben ist, Achsen bzw. Wellen aufnehmen, die zum Aufbau verschiedener Modelle benötigt werden.

Das Teil 82 weist zwei parallele Platten 94 und 95 auf, die durch ein Abstandsstück 96 verbunden sind, welches an seiner Aussenseite einen Verbindungsknopf 97 aufweist, der wie die Verbindungsknöpfe 86 bis 88 des Teiles 81 gestaltet ist. Der Abstand zwischen den Aussenflächen der Platten 94 und 95 ist gleich wie der Abstand zwischen den Innenflächen der Platten 83 und 84 des Teiles 81. Die Platten 94 und 95 weisen zwei Kreisbohrungen 98 und 99 auf, deren Durchmesser dem Durchmesser der Zylinderteile 89 und 90 entspricht. Weiterhin weist das Teil 82 eine Bohrung 100 auf, die den Knopf 97 durchsetzt. Die Teile 81 und 82 bestehen aus einem Material, welches eine elastische Deformation erlaubt, und daher kann man das Teil 82 in das Teil 81 hineindrücken, wobei sich die schräggeschnittenen Zapfen 89 und 90 in die Bohrungen 98 und 99 legen. Wenn die beiden Teile miteinander verbunden sind, erhält man ein aktives, gelenkiges Bauelement (Fig. 9), wobei das Teil 82 um einen Winkel von 180° um die Zapfen 89 und 90 des Teils 81 schwenkbar ist. Die Abstandsstücke 85 bzw. 96 sind an den beiden Aussenrändern um 45° abgeschrägt (Bezugszeichen 101, 102 bzw. 103, 104, siehe auch Fig. 9), die einen gegenseitigen Anschlag der Teile 81 und 82 bei der Bildung eines Winkels von 90° darstellen.

Die passiven Bauelemente müssen eine bestimmte Elastizität aufweisen, um die Verbindungsknöpfe der aktiven Elemente aufnehmen zu können, und man stellt sie vorzugsweise aus elastischem Kunststoff her, beispielsweise aus Polyamiden, Polycarbonaten, Polyolefinen wie Polyäthylen und Polypropylen, Polyvinylhalogen Kunststoffen, Polyacetalen usw. Man kann sie bei Verwendung eines thermoplastischen Kunststoffes durch Formspritzen herstellen.

In Fig. 10 und 11 ist eine Abdeckplatte 121 dargestellt,

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die quadratisch ist und dazu bestimmt ist, einen Rahmen aus vier aktiven und vier passiven .Bauelementen, die oben beschrieben sind, zu schliessen. Die Seiten der Abdeckplatte 121 haben die gleiche Länge wie die passiven Bauelemente und sind jeweils in ihrer jüiitte mit Halteklammern 122, 123, 124 und 125 versehen, die sich senkrecht zur Ebene der Platte 121 erstrecken und am Ende eine verdickung 126 aufweisen, welche in die .Bohrungen 27 (Ji¹Ig. 1) der passiven Elemente eingreifen kann. In Fig. 10 ist im Schnitt und gestrichelt ein passives .bauelement mit den Bohrungen 127 gezeigt, und aus der Zeichnung geht hervor, dass die Verdickung 126 des Hakens 123 in diese Bohrung hineinragt. Aus Fig. 10 geht hervor, dass die Seite der Abdeckplatte bei 128 ganz wenig die Länge und Breite des bedeckten Rahmens überragt. Wenn die Befestigungsklemmen 122 bis 125 eingerastet sind, befindet sich die Abdeckplatte 121 mit leichtem Druck gegen die passiven .Bauelemente des Rahmens. Der wittelbereich der Platte 121 kann auch gemäss der gestrichelten Linie 129 ausgebrochen sein, wodurch ein fenster zustande kommt. Die Platte 121 weist an ihren Ecken jeweils eine Ausnehmung 130 auf, welche das Einsetzen der Platte erleichtert und weil die Ränder der aktiven Bauelemente, welche die Ecken des Rahmens bilden, frei bleiben müssen.

i'ig. 12 stellt eine νerbindungsstrebe 131 dar, die als Diagonalelement gedacht ist. Diese Strebe 131 soll so dünn wie möglich sein, damit sie auch gebogen werden kann, und weist an ihren Enden zwei Haken 132 und 133 auf, die in die zylindrische uasis der Verbindungsknöpfe der aktiven Elemente eingreifen kann. Die Haken 132 und 133 müssen ebenfalls eine bestimmte Elastizität aufweisen, damit sie sich leicht öffnen können, wenn man sie über die üasis des Verbindungsknopfes bringt, und sich mit dieser nach dem Einschieben verriegeln. Man stellt daher die Strebe 131 ebenfalls aus einem der oben genannten Kunststoffe her.

Fig. 13 stellt schematisch einige Möglichkeiten einer Struktur dar, die durch eine Kombination der aktiven und passiven

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Bauelemente verschiedener Länge resultiert. Wenn man annimmt, dass die Seitenlänge des Würfels des aktiven Bauelements die Längeneinheit darstellt, so geht aus Fig. 13 hervor, dass passive Bauelemente mit zwei Längeneinheiten die kleinsten passiven Elemente sind. Ausserdem sind in Pig. 13 passive Bauelemente 142 gezeigt, welche fünf Längeneinheiten aufweisen und daher zwei passive, kurze Bauelemente und ein aktives Element ersetzen können. In Pig. 13 sind weiterhin noch längere passive Elemente 143 gezeigt, deren Länge gleich zwei Elementen mittlerer Länge und einem aktiven Element ist, wobei also die grossen passiven Bauelemente 143 elf Längeneinheiten haben.

Demnach weist der Baukasten gemäss Fig. 13 aktive Bauelemente mit einer Längeneinheit und passive Bauelemente mit zwei, fünf und elf Längeneinheiten auf. Gemäss einer weiteren, nicht dargestellten, bevorzugten Ausführungsform weist der Würfel eine Seitenlänge von 12 mm, ein kleines passives Element eine Länge von 18 mm, ein mittleres passives Element eine Länge von 48 mm und das lange passive Element eine Länge von 108 mm auf, wobei der Querschnitt der passiven Elemente ein Würfel mit 12 mm Seitenlänge ist. Selbstverständlich ist es möglich, passive Bauelemente mit anderen Längen vorzusehen, beispielsweise solche mit drei oder sieben Längeneinheiten.

Der Konstruktionsbaukasten weist weiterhin vier Grossen von Diagonalverstrebungen auf, die gemäss Fig. 12 ausgestaltet sind. Diese vier Längen von Diagonalverstrebungen sind in Fig. 13 langgestrichelt gezeigt und mit den Bezugszeichen 144, 145, 146 und 147 versehen. Mit diesen unterschiedlichen Dimensionen der Verstrebungen ist es möglich, praktisch sämtliche gewünschten Strukturen zu verstärken. Ausser diesen Verstrebungen mit verschiedener Länge können auch AbdeGkplatten mit verschiedener Grosse vorgesehen werden, um die offenen Felder der Struktur gemäss Fig. 13 zu verschliessen.

In Fig. 14 und 15 ist eine Schnurrolle 148 gezeigt, die

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die Brille 149 aufweist. Die Rolle ist auf einer Welle 150 angebracht, die eine Längsnut aufweist (Fig. 15). Die Solle 148 weist zur Aufnahme der Welle 150 eine Bohrung 151 auf, welche aber nicht kreisrund ist, sondern es erstreckt sich ins Innere der Bohrung ein keilartiger Vorsprung 152, der mit Reibung in der Hut der Welle 150 gleiten kann. Die Rolle 148 kann auf diese Weise auf ihrer Welle festgelegt werden.

Pig. 16 stellt einen Querschnitt durch ein Zahnrad und Fig. 17 eine Vorderansicht dieses Zahnrades 159 in Richtung des Pfeils A in Fig. 16 dar. Das Zahnrad 159 ist mit der gleichen mittigen Bohrung mit Keil wie die Rolle gemäss Pig. 14 und 15 versehen, und ausserdem besitzt das Rad 159 eine kreisringförmige Ausnehmung 162, an deren Grunde zwei diametral gegenüberliegende Bereiche 163 und 164 tiefer ausgenommen sind. Am Umfang des Rades 159 ist ein Zahnring 165 vorgesehen, der durch Reibung festgehalten wird und abgenommen werden kann. Hach Abnahme des Zahnringes 165 kann das Rad 159 als normales Laufrad verwendet werden. Der Zahnring 165 kann auch durch ein anderes Element ersetzt werden, insbesondere einen Ring, der das Aussehen eines Luftreifens hat.

Fig. 18 und 19 stellen einen Hohlzylinder 166 dar, dessen Querschnitt 167 so gewählt ist, dass er in die Kreisringeausnehmung 162 des Zahnrades 159 (Fig. 16 und 17) eingesetzt werden kann. Der Zylinder 166 weist an seinen Stirnseiten jeweils zwei Zapfen. 168, 169 bzw. 170, 171 auf, welche in die oben genannten tieferen Ausnehmungen 163 und 164 des Rades 159 eingreifen können. Ausserdem ist die Wandung des Zylinders 166 bei durchlocht.

Mittels der beiden Zahnräder gemäss Fig. 16 und 17 und des Zylinders gemäss Fig. 18 und 19 oder ähnliche Organe ist es sofort möglich, eine Trommel aufzubauen, auf die man eine Schnur aufwickeln kann, die ein Kabel symbolisiert. Die beiden Enden des Zylinders 166 werden in jeweils eine Ringnut 162 des Rades 159

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derart eingesetzt, dass die Yorsprünge 168 und 169 bzw. 170 und 171 in die tieferen Ausnehmungen 163 und 164 jedes Rades 159 eingreifen, und das ganze wird auf eine nicht dargestellte Welle montiert. Vorher hat man eine Schnur durch die Oeffnung 172 gezogen und dahinter verknotet. Zum Antrieb der Trommel sieht man im Modell eine Kurbel oder einen Motor vor, der eines der Zahnräder der Trommel antreibt. Der Motor kann auf einem Chassis befestigt sein, welches eine oder mehrere Oeffnungen der passiven Bauelemente aufweist, wodurch das Chassis mit den aktiven Bauelementen des .Baukastens verbunden werden kann. Das Chassis kann natürlich auch Verbindungsknöpfe aktiver Bauelemente aufweisen.

Mit den in Fig. 1 bis 19 dargestellten Bauelementen ist der Kran: gemäss Fig. 20 aufgebaut. Dieser Kran 173 läuft mit seinen Rädern 177 auf Schienen, die aus aktiven Elementen 175 und passiven Elementen 176 aufgebaut sind. Der Kran weist ausser den aktiven Elementen 178 und passiven Elementen 179 verschiedener G-rösse die Abdeckplatten 180, Fensterplatten 181, Schnurrollen 182, Trommeln 183_f einen Motor 184, Diagonalstreben 185 verschiedener Länge und Wellen 186 auf. Der Ausleger 187 des Krans ist mittels aktiven Elementen 188, beispielsweise nach Fig. 8 und 9, angelenkt. Am Ausleger 187 sind weiterhin Elemente 189 vorhanden, welche wiederum Gelenkelemente gemäss Fig. 8 und 9 darstellen, wobei deren Funktion aber kein Gelenk, sondern der Ausgleich von breiten Unterschieden im Ausleger ist.

Ausser aus Kunststoff können diejenigen beschriebenen Elemente, die keine elastische Formveränderung aufweisen müssen, beispielsweise die. aktiven Elemente und die Drehelemente, aus anderen Stoffen bestehen, beispielsweise aus leichtmetall.

Wie beschrieben hat der neue Konstruktionsbaukasten den Vorteil, dass die einzelnen Bauelemente schnell, fest und starr miteinander verbunden werden können, jedoch leicht voneinander lösbar sind, und zwar ohne Schrauben und Werkzeuge. Es ist auch nicht damit zu rechnen, dass die Verriegelungskraft der

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Elemente untereinander nachlässt, wie dies bei einigen bekannten Baukästen der Pail ist, was sehr nachteilig ist. Weiterhin können sämtliche lauteile einfach und mit geringen Kosten hergestellt werden. Der neue Baukasten ist nicht nur zur Bildung und Freude der Kinder gedacht, sondern kann auch zur Konstruktion von technischen Modellen dienen, die voll funktionsfähig sind und eine fortgeschrittene und aufwendige Technik darstellen.

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Claims

PATENTANSPRUEGHE

1.)- Konstruktionsbaukasten mit anbaufähigen aktiven und passiven Bauelementen, dadurch gekennzeichnet, dass die aktiven Elemente Würfel darstellen, die auf mindestens einer ihrer sechs Flächen ein Halteorgan aufweisen, welches in eine entsprechende Ausnehmung eines passiven Bauelementes passend einführbar ist, wobei das passive Element quaderförmig, hohl und an einer Längsseite mindestens an den Endbereichen offen ist und den gleichen Querschnitt wie das aktive Element hat, die genannte Ausnehmung an mindestens einer der beiden Stirnseiten des passiven Elementes angebracht ist und so geformt ist, dass beim Einführen des Halteorgans eines aktiven Elements in die Ausnehmung des passiven Elementes ein Widerstand gegen die elastische Verformbarkeit von Bereichen der Ausnehmung zu überwinden ist, wonach das Halteorgan in der Ausnehmung lösbar verriegelt ist, und wobei das Halteorgan Führungsmittel in Form geradliniger Kanten aufweist, die passend an Innenflächen des passiven Elements gleiten.

2.- Baukasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteorgan am aktiven Element ein knopfartiger Zapfen ist, dessen Basis zylindrisch ist und in die Ausnehmung des passiven Elementes passend einführbar ist, wobei die Länge der Basis der Dicke der Stirnseite des letzteren entspricht; dass die Ausnehmung des passiven Elementes aus zwei sich überschneidenden Kreisen besteht, wodurch zwei Höcker an der Wandung der Ausnehmung gebildet werden, gegen deren elastische Verformung die Basis des Halteorgans, welche praktisch den gleichen Durchmesser wie die Kreise haben, in den oberen,kreisförmigen, mittig an der Stirnseite des passiven Elements angebrachten Teil der Ausnehmung eindrückbar ist, wobei die Höcker das Halteorgan in der Ausnehmung verriegeln, und dass der Kopf des Zapfens eine vieleckige Platte mit paarweise parallelen Gegenseiten ist, wobei die Platte an Innenflächen" des passiven Elementes gleitet und eine gegen-

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seitige Führung bzw. Halterung der beiden Elemente in radialer und axialer Richtung bewirkt (Pig. 3) >

3·- Baukasten nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass beide Stirnseiten des passiven Elements mit Ausnehmungen zur Aufnahme des Halteorgans des aktiven Elements versehen sind, wobei das Halteorgan gemäss Anspruch 2 ausgebildet ist, und dass die Ausnehmungen die Form eines Schlüsselloches haben, das inRichtung der offenen Längsseite des passiven Elementes offen ist (Fig. 2).

4·- Baukasten nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, dass er passive Bauelemente verschiedener Länge aufweist, wobei jede Länge ein ganzzahliges Vielfaches der Breite* und Höhe ist.

5·- Baukasten nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die passiven Bauelemente in regelmässigen Abständen mit Löchern zur Aufnahme von Achsen versehen sind.

6.- Baukasten nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das aktive Element mit durchgehenden Bohrungen zur Aufnahme von Achsen versehen ist, wobei die Bohrungen im Mittelpunkt der Würfelflächen liegen.

7.- Baukasten nach Ansprüchen 1, 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass das aktive Element aus zwei Hohlteilen zusammengesetzt ist, wobei das erste Teil vier Halteorgane an seinen Seitenflächen und das zweite Teil zwei Halteorgane an gegenüberliegenden Flächen aufweist, und wobei das zweite Teil in das erste Teil eingeschoben ist (Fig. 5 und 6).

8.- Baukasten nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein weiteres aktives Element, das den Aufbau eines Gelenkes gestattet und aus zwei Teilen besteht, von denen jedes mit mindestens einem Halteorgan versehen ist, wobei das zweite Teil Bohrungen aufweist, in die schräg abgeschnittene Zylinder des ersten Teiles eingreifen (Fig. 8 und 9).

9.- Baukasten nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet

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durch Diagonal-Versteifungsstreifen, die an jedem Ende einen Haken aufweisen, die mit Reibung die Basis des Halteorgans eines aktiven Elements umschliessen.

10,- Baukasten nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass er weiterhin Drehelemente, insbesondere Räder und Wellen enthält.

11.- Baukasten nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehelemente mittige Bohrungen aufweisen, deren Durchmesser etw.as grosser als derjenige der Wellen ist.

12,- Baukasten nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehelemente mittige Oeffnungen aufweisen, die mit einem nach innen gerichteten Keil versehen sind _t der mit Reibung in eine Nut der Wellen einschiebbar ist. ■

13.- Baukasten nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Drehelemente eine Scheibe mit einer Kreisringnut ist, die einen Hohlzylinder aufnehmen kann,.wobei letzterer mit zwei Scheiben eine Kabeltrommel bildet.

14.- Baukasten nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente aus einem elastisch deformierbaren Werkstoff, insbesondere einem Kunststoff, bestehen.

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