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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine Bauspielzeugsatz mit Spielzeugbauelementen, die Kupplungszapfen
und entsprechende Hohlräume aufweisen,
um Kupplungszapfen von anderen Bauelementen im Reibungseingriff
aufzunehmen.
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Die britische Patentschrift GB 1
269 755 zeigt einen Bauspielsatz der vorliegenden Art. In den Hohlräumen der
Bauelemente sind zwei nachgiebige Wände oder Zungen vorgesehen,
die zu den äußeren Wänden parallel
ausgerichtet sind. Zylindrische Kupplungszapfen an einem anderen
Bauelement können
in dem Hohlraum so aufgenommen werden, dass sie in Reibungskontakt
mit einer äußeren Wand, aber
auch mit einer der nachgiebigen Wände in dem Hohlraum sind. Vorstehende
Führungsrippen
sind an den inneren Seiten der äußeren Wände vorgesehen, um
sicherzustellen, dass Kupplungszapfen spezielle Positionen im Hohlraum
einnehmen.
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Die amerikanische Patentschrift 5
795 219 (vgl. 11 und 12)
zeigt Bauspielelemente, bei denen der Benutzer durch Orientierung
von zwei Bauelementen – unterschiedlich
relativ zueinander – wählen kann,
ob zusätzliche
Kupplungsmittel in Eingriff treten oder aus dem Eingriff herauskommen,
um dadurch zwischen einer „normalen" Kupplungskraft oder
einer verstärkten
Kupplungskraft zwischen den miteinander verbundenen Bauelementen
gezielt auswählen
zu können.
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Diese Dokumente beziehen sich nicht
auf Kupplungseinrichtungen mit unterschiedlicher Reibung zwischen
den Kupplungseinrichtungen, wie es bei der vorliegenden Endung der
Fall ist.
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Die niederländische Patentveröffentlichung
8 101 580 und die britische Patentschrift 1 269 755 zeigen beide
ein Bauspielelement mit zylindrischen Kupplungszapfen und einem
Hohlraum zur Aufnahme von Kupplungszapfen eines anderen ähnlichen Bauelementes.
Der Hohlraum weist Kupplungsmittel in der Form von Trennwänden mit
Führungseinrichtungen
zur Berührung
der zylindrischen Kupplungszapfen und zur Begrenzung ihrer seitlichen
Bewegung auf.
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Die amerikanische Patentschrift 3
005 282 zeigt Bauspielsätze
mit Bauelementen, welche unter den Marken LEGO und DUPLO vermarktet
werden.
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1 und 2 zeigen ein Bauelement 10 eines solchen
entsprechenden Bauspielsatzes in perspektivischer Sicht jeweils
von oben her. Diese bekannten Spielbauelemente haben einen quadratischen
Horizontalquerschnitt mit vier vertikalen äußeren Wänden 11 und einer
horizontalen oberen Wand 12, welche zusammen mit den äußeren Wänden einen
Hohlraum 13 festlegen, welcher für einen zentralen rohrförmigen Teil 14 Platz
bietet, der von der inneren Seite der oberen Wand her vorsteht.
Die obere Seitenwand hat vier zylindrische Kupplungszapfen 15,
welche, wie in dem vorgenannten amerikanischen Patent 3 005 282
beschrieben, im Hohlraum 13 eines entsprechenden Bauelementes
so aufgenommen werden können,
dass die Kupplungszapfen 15 in Reibungseingriff mit den
inneren Seiten der äußeren Wände 11 und
mit dem rohrförmigen
Teil 14 sind, wobei der Teil 14 auch als Kupplungsrohr
bezeichnet wird.
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3 zeigt
ein anderes bekanntes Spielbauelement 16 bei Betrachtung
von oben her, wobei die obere Seite des Elements zylindrische Kupplungszapfen
(nicht gezeigt) aufweist, die in vier Reihen senkrecht zueinander
mit vier Kupplungszapfen in jeder Reihe angeordnet sind. Dieses
Bauelement ist beispielsweise bekannt aus dem amerikanischen Design
Patent 394 680 und hat vier äußere Wände 17 und
eine äußere quadratische
Gestalt. Die vier Wände
legen einen Hohlraum 18 fest, in welchem Trennwände 19 angeordnet
sind, die den Hohlraum in vier Unterhohlräume aufteilen. Jeder der vier
Unterhohlräume
nimmt einen zylindrischen Kupplungszapfen 20 auf und ein
mittiger Kupplungszapfen ist im Zentrum vorgesehen, dort wo die
Trennwände 19 sich treffen.
Alle diese Kupplungsrohrteile erstrecken sich von der unteren Seite
der oberen Wandung 21 des Bauelementes her, welche einen
Abschluss oder einen Boden des Hohlraums 18 bildet.
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Die bekannten Bauelemente, wie die
in 3 gezeigten und entsprechende
größere Bauelemente
können
in der gleichen Art und Weise wie das Bauelement 10 nach
den 1 und 2 zusammen gesetzt werden.
Kupplungszapfen an dem einen der Elemente 16 werden in
dem Hohlraum 18 eines anderen Elementes so aufgenommen,
dass Kupplungszapfen in Reibungseingriff mit den inneren Seiten
der äußeren Wandungen 17 und/oder
mit einem oder beiden der Rohrteile 20 im Hohlraum sind.
Die Trennwände
19 im Hohlraum 18 sind dünner als die äußeren Wände 17,
was bedeutet, dass die Kupplungszapfen nicht mit den Trennwänden in
Reibungseingriff angeordnet sind.
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Als Folge hiervon sind lediglich
diejenigen Kupplungszapfen, die in Berührung mit den äußeren Wänden an
deren Ecken sind, im vollständigen
Reibungseingriff, d. h. mit der gleichen Gesamtreibungswirkung wie
in dem Fall mit den Bauelementen nach den 1 und 2,
während
Kupplungszapfen, welche im Abstand von den Ecken und Kupplungszapfen,
die keinen Kontakt mit den äußeren Wänden haben,
jeweils einen geringeren gesamten Reibungseingriff aufweisen. Die
Gesamtreibung ist hier die Reibungskraft, welche überwunden
werden muss, um die Bauelemente zusammenzusetzen oder auseinander
zu nehmen, und diese Kraft wird daher auch die Kupplungskraft genannt.
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Diese Verhältnisse sind auch bei den bekannten
Bauelementen beabsichtigt, welche eine obere Seite mit 4×4 oder
mehr Kupplungszapfen aufweisen. Falls die Hohlräume dieser bekannten Bauelemente
nicht so wie beschrieben zusammen gesetzt werden, sondern so, dass
alle 4×4
Kupplungszapfen einen vollen Reibungseingriff im Hohlraum aufweisen,
dann ist die Gesamtkupplungskraft entsprechend größer als
mit zwei Elementen, wie sie in 1 und 2 gezeigt sind und es ist
demzufolge erforderlich, eine entsprechende größere Kraft sowohl beim Zusammenbauen
als auch beim Auseinanderbauen einzusetzen. Es würde daher schwierig für Kinder
sein, große
Bauelemente zusammenzusetzen und auseinander zunehmen, welche viele
Kupplungszapfen aufweisen. Es ist daher beabsichtigt, dass die Trennwände so ausgebildet
werden, dass Kupplungszapfen nicht in Kontakt mit den Trennwänden sind,
so dass Kupplungszapfen in lediglich einigen Positionen eine volle
Kupplungskraft aufweisen, während
die Kupplungszapfen in anderen Positionen eine verringerte Kupplungskraft
zeigen. Dies bietet den Vorteil, dass Kinder sogar große Bauspielelemente
mit vielen Kupplungszapfen leicht zusammensetzen und leicht auseinander
nehmen können.
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Die bekannten Bauelemente, wie die
in 3 gezeigten, haben
jedoch einen Nachteil. 3 zeigt
schematisch darüber
hinaus das bekannte Bauelement 10 nach den 1 und 2 mit
seinen vier Kupplungszapfen 15, die in dem Hohlraum in
dem anderen bekannten größeren Bauelement
so aufgenommen werden, dass keiner der vier Kupplungszapfen 15 mit
den äußeren Wänden 17 in
Berührung ist.
Die vier Kupplungszapfen 15 haben hier Kontakt mit dem mittleren
Kupplungsrohr im Hohlraum, da dieser Kupplungszapfen koaxial mit
dem Kupplungsrohr 14 in dem Element 10 ausgerichtet
ist. Es ist zu sehen, dass das Bauelement 10 um dieses Kupplungsrohr
zwischen Grenzen gedreht werden kann, welche durch den Eingriff
der Kupplungszapfen mit den dünnen
Trennwänden 19 festgelegt
sind, welche auf diese Art und Weise als Endanschläge für die Drehung
dienen. Die beiden Bauelemente, die auf diese Art und Weise zusammengesetzt
worden sind, sind daher nicht fixiert, sondern können relativ zueinander verdreht
werden. Entsprechend können
Bauelemente mit einem, zwei oder mehreren Kupplungszapfen, welche
alle in Kontakt mit der äußeren Wand ein
und desselben Kupplungsrohrs sind, verdreht werden.
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Der Zweck der Erfindung ist, diesen
Nachteil zu beseitigen oder in anderen Worten, einen Bauspielsatz
zu schaffen, bei welchem relativ große Bauelemente in solcher Weise
zusammengebaut werden können,
dass die Kupplungskraft im wesentlichen die gleiche ist, wie für bekannte
relativ große
Bauelemente, wohingegen ein kleineres Bauelement im wesentlichen
so fixiert werden kann, dass es nicht gedreht werden kann, wenn
es mit einem größeren Element
zusammengebaut wird.
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Der Zweck wird durch einen Bauspielsatz
mit den Merkmalen des beigefügten
Anspruch erreicht, wobei Führungseinrichtungen
in dem Hohlraum angeordnet sind, welche die Beweglichkeit der Kupplungszapfen
im Hohlraum begrenzen und welche gerade noch einen unbedeutenden
Reibungseinfluss gegenüber
den Kupplungszapfen ausüben.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand
einer bevorzugten Ausführungsform
und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in welchen
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1 ein
bekanntes Spielbauelement in perspektivischer Ansicht von oben her,
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2 das
bekannte Spielbauelement der 1 in
perspektivischer Ansicht von unten her,
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3 das
bekannte Spielbauelement der 1 und 2 zusammen mit anderen bekannten Spielbauelementen
zusammengesetzt von unten her und
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4 ein
Spielbauelement gemäß der Erfindung
von unten her betrachtet zeigt, welches mit dem bekannten Spielbauelement
nach den 1 und 2 verbaut worden ist.
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Die 1 bis 3 zeigen demzufolge den Stand
der Technik, welcher weiter oben beschrieben worden ist.
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4 zeigt
ein Spielbauelement 30 mit vier äußeren Wänden 31, welche einen
Hohlraum 32 bilden. Der Hohlraum 32 hat innere
Trennwände 33, welche
den Hohlraum 32 in vier kleinere Unterhohlräume 34, 34a in
der gleichen Art und Weise aufteilen, wie bei dem Spielelement 16 in 3. Jeder der vier Unterhohlräume 34 enthält ein Kupplungsrohr 35,
welches in dem entsprechenden Unterhohlraum mittig angeordnet ist.
Das bekannte Bauelement 10 ist mit dem Bauelement 30 zusammengesetzt
worden, wobei jeder der Kupplungszapfen 15 an dem Element 10 in
der gleichen Art und Weise, wie in 3 gezeigt,
in Berührung
mit dem entsprechenden Kupplungsrohr 35 und einem mittleren
Kupplungsrohrteil 35c ist, der koaxial mit dem Kupplungsrohr 14 ausgebildet
ist. Mögliche
Stellungen für
die Kupplungszapfen 15a an einem Bauelement sind in dem
Unterhohlraum 34a gezeigt. In allen möglichen Stellungen für die Kupplungszapfen
sind Kupplungszapfen im Reibungseingriff mit einem oder zwei Kupplungsrohrteilen 35, 35c,
was zur Kupplungskraft zwischen den Bauelementen 10 und 30 im
zusammengebauten Zustand beiträgt.
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Die äußeren Wände 31 und die Trennwände 33 haben
vorstehende Rippen mit zwei unterschiedlichen Funktionen, welche
nachfolgend beschrieben werden.
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Die äußeren Wände 31 sind leicht
dünner
als die entsprechenden äußeren Wände 11 und 17 der Bauelemente 10 und 16 nach
den 1 bis 3. Ein erster Vorteil dieser
Ausbildung ist, dass etwas Material gespart wird. Um eine Kupplungskraft
zwischen den Kupplungszapfen 15, 15a und den äußeren Wänden 31 zu
erzielen, sind die äußeren Wände mit vorstehenden
Kupplungsrippen 36 an ausgewählten Stellen ausgebildet,
wobei die Kupplungsrippen so angeordnet sind, dass, wenn ein Bauelement 10 mit einem
Bauelement 30 verbaut worden ist, die Kupplungszapfen an
dem Bauelement 10 in Reibungseingriff entweder mit den
Kupplungsrohren 35, 35c oder mit den Kupplungsrippen 36 oder
einer Kombination beider angeordnet sind.
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Ein weiterer Vorteil der dünneren äußeren Wände ist,
dass die Kupplungsrippen 36 dort an ausgewählten Stellen
an den Wänden
angeordnet sein können,
wo es zweckmäßig ist,
um eine Kupplungskraft zur Verfügung
zu haben. Es ist zu sehen, dass im Vergleich mit den Bauelementen
nach 3 es genau in der
einen Hälfte
der möglichen
Stellen für die
Kupplungszapfen an dem Bauelement 30 so ist, dass die Kupplungszapfen
mit einer Kupplungsrippe 36 in Berührung sind. Falls eine größere Kupplungskraft
erwünscht
ist, kann die Zahl der Kupplungsrippen 36 erhöht werden
und wenn eine kleinere Kupplungskraft gewünscht ist, wird die Zahl der
Kupplungsrippen 36 verringert.
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Die Kupplungsrippen 36 sind
hier an Stellen angeordnet, an welchen ihre Kontaktflächen zur
Berührung
mit Kupplungszapfen in Paaren diametral gegenüberliegend zu jedem Kupplungsrohr 35 ausgebildet
sind. Die Kontaktflächen
haben eine Ausrichtung, welche die Kupplungszapfen tangiert und erzeugen
eine Stirnkontaktfläche
mit einem endlich begrenzten Kontaktbereich und nicht nur eine Punkt- oder
eine Linienberührung.
In einigen Stellen wird ein Kupplungszapfen auf diese Art und Weise
an zwei Stellen an seiner zylindrischen Oberfläche kuppeln, wohingegen in
anderen Positionen ein Kupplungszapfen lediglich an einer einzigen
Stelle an seiner zylindrischen Oberfläche kuppelt. Diese Konfiguration, bei
welcher die einzelnen Kupplungszapfen lediglich an einer oder an
zwei Stellen an ihren zylindrischen Kontaktflächen kuppeln, ist per se nicht
ausreichend, um eine gut definierte wechselseitige Positionierung der
beiden Bauelemente 10 und 30 sicherzustellen.
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Die äußeren Wände 31 und die Trennwände 33 haben
daher zusätzliche
Führungsrippen 37,
welche mit einem Kupplungszapfen in Berührung treten und zwar mit einer
Reibungskraft, welche unwesentlich oder wenigstens merklich kleiner
ist, als die Kupplungskraft zwischen einem Kupplungszapfen und einem
Kupplungsrohr oder einer Kupplungsrippe. Die Führungsrippen 37 sind
in ausgewählten Stellen
relativ zu den Kupplungszapfen 15, 15a so angeordnet,
um auf diese Art und Weise sicherzustellen, dass vorzugsweise jedoch
nicht notwendigerweise) alle Kupplungszapfen lediglich eine gut
definierte Position einnehmen, ohne die Möglichkeit zu haben, seitlich
verschoben zu werden. Dies ist dadurch sichergestellt, dass in solchen
Positionen die Summe der Anzahl der Kupplungsrohre, der Kupplungsrippen
und der Führungsrippen
wenigstens drei ist und dass diese drei ein Dreieck oder ein anderes Polygon
festlegen, welches das Zentrum des Kupplungszapfens umschreibt.
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Alle Führungsrippen 37 sind
hier mit einem rechteckigen Querschnitt gezeigt und zum Zwecke der
Klarheit sind sie schematisch so wiedergegeben, dass sie einen kleinen
Zwischenraum zwischen den Führungsrippen
und den Kupplungszapfen bilden. Um eine präzise Positionierung der Kupplungszapfen zu
erreichen, ist es der Theorie nach selbstverständlich am besten, einen kleinstmöglichen
Zwischenraum zu haben, jedoch sollte der Zwischenraum eine Größe haben,
welche eine größere oder
kleinere Bewegung erlaubt, so wie dies akzeptiert werden kann.
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Durch zweckmäßige Dimensionierung der Führungsrippen 37 können sie
zur Kupplungskraft zwischen den miteinander verbundenen Elementen, falls
dies erwünscht
ist, beitragen. In diesem Fall wird der Zwischenraum selbstverständlich verschwinden.
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Selbstverständlich legen die Kupplungsrohre,
die Kupplungsrippen und die Führungsrippen oder
Kombinationen hiervon die Positionen der Kupplungszapfen eindeutig
fest, und in einigen Kupplungspositionen können die Kupplungskräfte demzufolge
größer oder
kleiner als in anderen sein.
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Der Begriff „Führungsrippen" wird hier als eine
Bezeichnung eines Mittels eingesetzt, welches im wesentlichen eine
Führungsfunktion
hat und demzufolge im wesentlichen gerade dazu beiträgt, eine Position
der Kupplungszapfen festzulegen und weiterhin zur Kupplungskraft
zwischen miteinander verbundenen Elementen in einem mehr oder größerem Maße beizutragen.
Der Begriff „Kupplungsrohre" und „Kupplungsrippen" wird entsprechend
für Mittel
verwendet, die im wesentlichen zu der Kupplungskraft zwischen miteinander
verbundenen Elementen beitragen, und zwar sogar auch dann, wenn
sie notwendigerweise auch zur Festlegung der Position der Kupplungszapfen
mitbeitragen.