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Die Erfindung betrifft selbsthaftende Formelemente, die
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mit einer stachelartig abstehenden OberflächenbestUckung versehen
sind, deren Stacheln zur Erzielung einer lösbaren gegenseitigen Haftverbindung ineinander
gedrückt werden.
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Derartige Elemente sind z.B. durch die DE-PS 112 265 und die US-PS
3 032 345 bekanntgeworden. Bei diesen Ausfuhrungen sind die zu verbindenden Elemente
mit bürsten-artigen OberflöchenbestUckungen versehen, die durch Andrücken ineinander
gefügt werden und dabei ein reibschlüssiges Aneinanderhaften bewirken. Diese Wirkung
wird hier ausschließlich fUr Wurfspiele benützt.
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Derartige Haftmittel zeichnen sich besonders dadurch aus, daß ihre
Haftwirkung auf trockene Weise, also z.B. ohne zusätzliche Klebemittel, beliebig
oft und ohne besonderen Sorgfaltsaufwand anwendbar ist, und daß die Verbindung rasch
und ohne Beschädigung der Haftträger wieder gelöst werden kann.
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Trotz dieser günstigen Voraussetzungen beschränkte sich bisher die
praktische Anwendung dieses Haftprinzips auf einfache Spielzeuge. Dies dürfte darin
begründet sein, daß die hier benützten Bestuckungen mit ihren kurzen Borsten nicht
variabel und z.B. für eine körperliche Formgestoltung durch Modellieren völlig ungeeignet
sind. Auch dürfte eine mit den bekonnten Haftmitteln hergestellte Elementenverbindung
fUr die Aufnahme oder Übertragung grösserer Kräfte oder dynamischer Beanspruchungen
nicht
geeignet sein, wobei z.B. die Verwendung von längeren Borsten keine Abhilfe ergeben
würde, weil dadurch die BestUckung nachgiebiger wUrde und beim ZusammenfUgen seitlich
ausweichen könnte.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird daher darin gesehn-, dem
bekannten Haftprinzip mit seinen besonderen Vorteilen durch eine technische Weiterentwicklung
neue und weit gefächerte Brauchbarkeiten zu erschliessen, insbesondere auch auf
den Gebieten der bildenden und unterhaltenden Betätigungsmittel. Dabei werden selbsthaftende
Formelemente angestrebt, welche bei tragbarem Kostenaufwand den Aufbau modellierfähiger
und statisch sowie dynamisch beanspruchbarer Raumformen, z.B.
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Anschauungsmodelle, ermöglichen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe dienen erfindungsgemöß selbsthaftende Formelemente,
deren an einem Basiskörper angebrachte Bestückung aus Haftstäben besteht, welche
aus einem elastisch biegsamen Werkstoff, vorzugsweise aus elastomerem Kunststoff,
hergestellt sind, wobei die Bestückungsdichte und die Stabformen so gewählt sind,
daß beim Zusammenfügen der Formelemente die in Verbindung kommenden Haftstäbe sich
miteinander verspannen, Dabei sind die Haftmittel durch ihre Beschaffenheit, Gestaltung
und Dimensionierung geeignet, um eine in sich holtbare Struktur des aufzubauenden
Formkörpers ohne Klebemittel zu erreichen.
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Diese Grundeigenschaften reichen an sich schon aus, um im Sinne der
Erfindungsaufgabe eine große Anzahl variabler Mehrzweckformen mit dafUr ausreichender
Haftkraft und innerer Stabilität herzustellen. Außer der erreichten gegenseitigen
elastischen Verspannung der Haftstäbe ergibt die Werkstoffauswahl auch eine
saubere
und gefahrlose Handhabung, sowie eine Verschleißminderung der Haftelemente.
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Eine wesentliche Erweiterung der Gestaltungsmöglichkeiten ergibt sich
erfindungsgemäß dadurch, daß die Länge der Haftstöbe so bemessen ist, daß nach Eintreten
der gegenseitigen Haftwirkung zwischen den Haftstöben noch Raum für ein weiteres
IneinanderfUgen der Formelemente verbleibt, so daß es möglich ist, die gegenseitigen
Abstände bzw. die Lage der Formelemente zu ändern und damit den herzustellenden
Gegenstand zu modellieren, ohne die Haftwirkung zu verlieren.
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Erfindungsgemöß sind die Haftstdbe mit dem Basiskörper einstUckig
ausgeführt, wobei dieser hohl ausgebildet sein kann, wodurch sich günstige Voraussetzungen
fUr die Fertigung ergeben.
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Bei bestimmten praktischen Anwendungsfallen kann es auch erwünscht
sein, die Länge der Haftstabe oder die BestUckungsdichte verandern zu können. Zu
diesem Zweck sind nach der Erfindung Haftstäbe als EinzelstUcke an den Basiskörper
und an andere Stäube, z.B. durch Steckverbindung, ansetzbar.
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Eine weitere Verstarkung der Haftwirkung und damit der Stabilitat
und Formhaltigkeit zwischen den zusommengefügten Elementen läßt sich erfindungsgemäß
dadurch erzielen, daß die Außen flachen der Haftstäbe ganz oder teilweise mit einer
Struktur, wie Aufrauhungen, Nocken, Raster, versehen sind, welche die Reibschlüssigkeit
zwischen den ineinandergefügten Staben erhöht, oder daß zur Verstärkung der gegenseitigen
FormschlUssigkeit die Haftjtabe gewellt oder gewendelt sind. In diesem Sinne kann
es auch zweckmässig
sein, wenn die Haftstäbe, wie bei der Erfindung
vorgesehen ist, insbesondere in ihrem äusseren Endbereich, konisch bzw. keilförmige
verloufen, oder in Längsrichtung abgesetz-t sind.
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Durch diese Maßnahmen kann die Bestückungsdichte der Haftstäbe zugunsten
des Werkstoffaufwandes und des Gewichtes ohne Verringerung der Haftwirkung reduziert
werden.
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Weitere Ausgestaltungs- und Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich dadurch,
daß die Haftstöbe Uber ihre ganze oder teilweise Länge mehrkantigen, kreisrunden
oder ovalen Querschnitt besitzen können. Nach einem weiteren Erfindungsvorschlag
sind die Haftstäbe an ihren freien Enden kugelförmig verdickt ausgebildet, so daß
zwischen den Haftstäben eine Gelenkwirkung besteht, die gewisse Schwenkbewegungen
der verbundenen Elemente zuläßt.
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Ferner befaßt sich die Erfindung mit Vorschlägen, die beim Gestalten
und Zusammensetzen von Körpern z.B. als Anschauungsmittel nützlich sein können,
wobei deren Verwendung auch bei der Herstellung z.B. von bildhaften Ausdrucksformen,
z.B. nach Art eines Puzzle-Spiels, viele Möglichkeiten bietet.
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In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemdßen
Formelemente und ihrer Anwendungsmöglichkeiten schematisiert dargestellt.
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Es zeigen: Fig. 1. la. Ob drei ineinander gefügte Formelemente, teilweise
im Zentralschnitt, vergrößert Fig. 2 - 8 weitere Gestaltungsmöglichkeiten der Haftstäbe,
z.T. vergrössert dargestellt Fig. 9 einen Formkörper aus vier Formelementen im Zentralschnitt,
schematisch Fig. 10 ein aus gemischten Formelementen gebildetes Anschauungsobjekt,
schematisch Fig. 11 ein aus ebenen Formelementen aufgebautes Objekt, verkleinert
dargestellt.
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Bei den in den Figuren 1, la, Ob gezeigten Formelementen wurde von
kugelförmigen Formelementen 1, 2, 3 ausgegangen, wobei die Haftstöbe 4 Uber die
ganze Kugeloberflöche verteilt radial abstehend am Basiskörper 5 angebracht sind.
Der Deutlichkeit halber sind in den Figuren la und Ob jeweils nur die im Bereich
der Schnittebene unmittelbar sichtbaren Haftstäbe gezeigt, während im nichtgeschnittenen
Teil die weiteren Haftstäbe durch ihre Ansatzstellen an den Basiskörper 5 angedeutet
sind. Die beim ZusammenfUgen der Formelemente 1, 2, 3 entstehenden elastischen Verformungen
der in der Schnittebene liegenden Haftstöbe 4 lossen erkennen, daß der in Pfeilrichtung
P ausgeübte Druck
zwischen den ineinandergefügten und sich gegenseitig
verdrängenden Haftstäben eine Verspannung erzeugt, die zu einer reibschlüssigen
Verbindung der Formelemente führt. Die Haftfähigkeit dieser Verbindung hängt im
wesentlichen ab von der Größe des Reibfld.chendrucks zwischen den Haftstäben, wobei
die Elastizität der Haftstäbe so ausgelegt sein muß, daß der ausgeubte FUgungsdruck
in Verbindung mit einer Keilwirkung die ReibschlUssigkeit erzeugen kann. Diese Wirkungen
werden bei dem gezeigten Beispiel dadurch hervorgerufen, daß die Haftstäbe der kugelförmigen
Formelemente radial strahlenförmig verlaufen, so daß sie sich gegenseitig Uberschneiden.
Dabei sind die vor und hinter der Schnittebene liegenden Haftstäbe teilweise ebenfalls
an der Haftwirkung beteiligt. Wie zu erkennen ist, wird diese Haftwirkung auch durch
die Bestückungsdichte beeinflußt, wobei eine möglichst große Anzahl von Haftstäben
pro Flächeneinheit anzustreben ist, die jedoch durch eine Mindestöffnungsweite für
den FUgungsvorgang begrenzt ist.
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In dem besprochenen Beispiel ist der Deutlichkeit halber die maximal
mögliche Bestückungsdic',te nicht dargestellt.
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Ferner wird davon ausgegangen, daß, insbesondere bei maximaler Bestückungsdichte,
schcn eine Haftwirkung vorhanden ist, wenn die Haftstöbe die Tiefe des Fügeraumes
4f nicht voll ausfüllen.
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Dies ist bei einer ausreichenden Länge der Haftstäbe erreichbar und
ergibt für die Gestaltung die vorteilhafte Möglichkeit, die Gesamtform zu modellieren,
d.h. die Abstände der Formelemente 1, 2, 3 voneinander zu verändern, ohne die Haftwirkung
zu verlieren.
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Wie in Fig. la gezeigt ist, können zur Verstärkung der Haftfähigkeit
die Haftstäbe 4a mit einer aufgerauhten Oberfläche oder mit Ausbauchungen 4b versehen
sein. Die Verdickungen der Haftstäbe 4c in Fig. Ob bewirken eine Verstärkung der
Keilwirkung
beim IneinanderfUgen. In diesem Sinne wirken auch die
Form und die Querrillen der Haftstdbe 6 nach Fig.2, oder die in Wellenform ausgebildeten
Haftstäbe 7 nach Fig.3, bei welchen neben der reibschlüssigen auch noch eine formschlüssige
Haftwirkung erzielbar ist. Dabei können die Haftstäbe kreisrunden, ovalen oder rechteckigen
Querschnitt besitzen.
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Die genannten zusätzlichen Mittel zur Verstärkung der Haftwirkung
ermöglichen eine gewisse Verdünnung der Bestückung und damit eine Einsparung an
Werkstoff und Gewicht. Außerdem können dadurch auch Haftstöbe verwendet werden,
deren Achsen parallel verlaufen, die also ebene Basiskörper 5 besitzen, im Gegensatz
zu dem Beispiel nach Fig. 1. 1a, Ob.
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Für Haftverbindungen, die einer größeren mechanischen Beanspruchung
ausgesetzt sind, können die Haftstäbe 9 nach Fig.4 in Längsrichtung abgesetzt sein,
wobei das freie Ende 10 als langer Konus geformt ist. Durch ihre Elastizität kommen
diese Haftstäbe beim Fügen in eine elastische gegenseitige Einrastung, welche durch
Gegenzug lösbar ist, jedoch bei einer Verdrehung der verbundenen Formelemente erhalten
bleibt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 5 sind die konischen Haftstäbe
11 an ihren Enden mit einer kugelförmigen Verdickung 12 versehen. Diese ergibt eine
form- und reibschlUssige Haftwirkung, welche schon bei geringem IneinanderfUgen
entsteht und wobei noch ein großer FUgeraum 13 vorhanden ist, um ein nachträgliches
Modellieren zu ermöglichen. Dabei verstärkt sich die Keilwirkung mit zunehmendem
Zvsammenfügen. Ferner ist mit dieser Ausbildung bei parallelen Achsen der Haftstöbe
ein gelenkartiges gegenseitiges
Verschrönken der Formelemente
14, 15 möglich.
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Im Sinne eines weiteren Ausbaues der Brauchbarkeiten ist gemäß Fig.
6 vorgesehen, daß Haftstäbe 16 beliebig an einem vorgegebenen Basiskörper 17 durch
Einstecken in Bohrungen 18 angesetzt werden können, wobei die Bohrung und der Steckzapfen
19 so ausgelegt sind, daß die Steckverbindung durch elastische Verspannung erfolgt
und daher auch wieder mühelos lösbar ist.
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Die Figur 7 zeigt eine Möglichkeit, bei welcher Haftstäbe 20 durch
Aufstecken eines StabstUckes 21 verlängert werden können, wobei z.B. zur Verstärkung
der Haftwirkung die Stabstücke entsprechend geformt sein können. Der gleiche Zweck
kann auch gemöß Figur 8 erreicht werden, wenn hUlsenförmige Stabstücke 22 übereinander
und auf den Haftstab 23 gesteckt werden. Auch bei diesen Vorschlägen wird die Haltewirkung
zwischen den Stabstücken 21, 22 und den Haftstäben 20, 23 durch elastische Verspannung
erreicht.
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Als Anwendungsbeispiel der erfindungsgemäßen Formelemente ist in Figur
9 die Schnittansicht eines aus vier kugel- oder zylinderförmigen Formelementen 25,
26, 27, 28 zusammengefügten geometrischen Objektes schematisch gezeigt, wobei die
an ihren Basiskörpern 5 sitzenden Haftstöbe 29 durch einfache Striche dargestellt
sind. Auch hier sind, wie in Fig. 1, 1a, Ob, zwischen den Formelementen noch ausreichend
FUgeräume 30 vorhander, um innerhalb der Haftwirkung die Gesamtform des Objekts
in allen Raumachsen durch Modellieren zu än-dern. Ferner ist gezeigt, daß z.B. fUr
längere Verwendung das fertige Objekt durch
Zuschneiden mit einer
äußeren Flächenstruktur versehen werden kann. Diese kann mit einer Deckfläche 31
abgedeckt werden, welche innen ebenfalls mit einer Bestückung von Haftstäben 32
versehen ist, so daß die Deckfläche abnehmbar aufgesetzt werden kann. Außerdem kann
eine solche Fläche mit farbigen Abbildungen oder Beschriftungen versehen sein.
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Ein weiteres Anschauungsbeispiel zeigt Fig. 10. Hier sind unter Verwendung
eines mit Haftstäben 33 versehenen Tragelementes 34 vorzugsweise kugelförmige Formelemente
35 verschiedener Größe zu einem baumartigen Gebilde zusammengefügt. Dabei ist die
Form der Baumkrone durch Modellieren und Anfügen der Formelemente sehr variabel,
so daß sich alle charakteristischen Baumprofile instruktiv darstellen lassen. Ferner
ist es auch möglich, durch Verwendung von farbigen Formelementen den angestrebten
Eindruck zu verstärken bzw. zu variieren.
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Das in Figur 11 schematisch und verkleinert dargestellte Aufbaubeispiel
zeigt die Anwendung von ebenen, mit Haftstäben 37 bestUckten, Formelementen 38,
welche insbesondere zum Zusammenfugen und Gestalten von Mauern, Säulen, Häusern
und strukturierten kubischen Objekten geeignet sind. Dabei können hohle Basiskörper
39 eingesetzt und zur weiteren Ausgestaltung auch gekrümmte Formelemente angefUgt
werden. Auch hier sind durch Verwendung von gefärbten Elementen dekorative Wirkungen
erzielbar.
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Aus obigen Ausführungen ergibt sich, daß die erfindungsgemößen Formelemente
geeignet sind, eine Vielzahl von Objekten zu schaffen, die als Anschauungsmittel,
als Schmuck, als Modell oder als Spielzeug verwendbar sind. Dabei sind die Mittel
einfach und
leicht zu handhaben.Die zur Verfügung stehende grosse
Auswahl an Formen und Farben wirkt schöpferisch anregend.In diesem Sinne ist auch
denkbar, die Formelemente aus lichtdurchlässigem Werkstoff herzustellen und dadurch
besondere ästhetische Wirkungen zu erreichen.
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Die Formelemente können mit Zubehör in baukastenartig zusammengestellten,ergänzungsfähigen
Sortimenten im Handel angeboten und vom BenUtzer aufbewahrt werden.
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Gegenstandsliste 01 Formelement (Fig 1) 02 " " (Fig.1 a) 03 " " (Fig.1
b) 04,4a,4b,4c Haftstäbe 04 f Fügeraum 05 Basiskörper 06 Haftstäbe ( Fig.2) 07 "
" (Fig-.3) 08 - -09 Haftstäbe ( Fig.4) 10 Freies Ende 11 Haftstäbe (Fig.5) 12 Verdickung
13 Fügeraum(Fig 5 ) 14 Formelement (Fig.5) 15 " " " 16 Haftstäbe ( Fig.6) 17 Basiskörper
" 18 Bohrung " 19 Steckzapfen 20 Haftstäbe (Fig.7) 21 StabstUck " 22 " " (Fig.8)
23 Haftstab 24 - -25 Formelement(Fig.9) 26 27 " " " 28 " " " 29 Haftstäbe (Fig.9)
30 Fügeräume " 31 Deckflächen 32 Haftstäbe (Fig.9) 33 Haftstäbe (Fig.10) 34 Tragelement
35 Formelemente (Fig.10) 36 - -37 Haftstäbe (Fig.11) 38 Formelemente (Fig.11) 39
Basiskörper "
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