DE69729582T2

DE69729582T2 - Baukastensystem

Info

Publication number: DE69729582T2
Application number: DE69729582T
Authority: DE
Inventors: Jan Gerrit DE WILDE
Original assignee: Widee Holding License & Development GmbH; Widee Holding License GmbH
Current assignee: Widee BV
Priority date: 1996-01-11
Filing date: 1997-01-10
Publication date: 2005-06-09
Anticipated expiration: 2017-01-11
Also published as: PT959973E; DK0959973T3; CA2242854A1; ATE269140T1; NL1004971C2; AU1443597A; EP0959973B1; DE69729582D1; ES2219747T3; KR19990077180A; NL1002070C2; CN1211199A; NL1004971A1; WO1997025121A1; EP0959973A1; JP2000502926A; TW310281B

Description

Die Erfindung betrifft ein modulares Konstruktionssystem, beispielsweise für Ausbildungszwecke oder zur Verwendung als Spielzeug, wobei das System zumindest zwei Komponenten aufweist, die voneinander wechselseitig lösbar und durch Kupplungsmittel verbindbar sind und diese Kupplungsmittel weisen auf:
zwei Kupplungskanten, die einen Teil der Wand der einen Komponente und ebenso den Rand einer oder zweier durchgehender Öffnungen in dieser Wand bilden, und
zwei Kupplungslippen, die jede geeignet ist, in die eine oder die durchgehenden Öffnungen eingesetzt zu werden, und von denen jede zu diesem Zweck zumindest eine Schnappkante für das Zusammenwirken mit einer zugehörigen Kupplungskante derart aufweist, dass nachdem dieses Zusammenwirken durchgeführt wurde, das Lösen nur durch Ausüben einer gewissen Mindestkraft für das Lösen der Kupplungsmittel stattfinden kann, und wobei die Komponenten zumindest teilweise aus Kunststoff bestehen.
Ein solches Konstruktionssystem ist beispielsweise aus der US 3,195,266 A bekannt. Das Problem dieses Typs ist, dass die Verbindung zwischen den unterschiedlichen Komponenten nur mit Schwierigkeiten gelöst werden kann. Um die Verbindung zu lösen, muss eine verhältnismäßig große Kraft gleichzeitig auf beide Kupplungskanten eines Paares derart ausgeübt werden, dass die Kupplungsverbindung im wesentlichen in axialer Richtung gelöst wird. Zusätzlich weist das Konstruktionssystemen gemäß dem amerikanischen Patent keine Vorkehrungen auf, durch die die Verbindungen zwischen den Komponenten stets spielfrei sind und nicht wackeln.
GB 923 907 A offenbart ein Konstruktionssystem, bei dem die Komponenten lose verbunden sind und durch elastische Bänder zusammengehalten werden. Ein solches System kann keinerlei Belastungen aufnehmen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein modulares Konstruktionssystem vorzusehen, dass nicht die dargelegten Nachteile des Standes der Technik zeigt.
Zu diesem Zweck weist das erfindungsgemäße Konstruktionssystem das Merkmal auf, dass die Kupplungsmittel derart angeordnet sind, dass in verbundenem Zustand die Kupplungskanten und die Kupplungslippen unter Spannung mit geneigten Kupplungsflächen derart gegeneinander drücken, dass bei einer Drehung um ein Paar von Kupplungsflächen der Kontakt zwischen dem anderen Paar aus Kupplungsflächen gelöst werden kann, und eine Stoppfläche eine Verbindung zu den zwei Kupplungslippen herstellt, wobei die Stoppfläche in gekuppelter Stellung mit einiger Kraft gegen zumindest einen Teil einer Kupplungskante so presst, dass die Verbindung zwischen diesen Komponenten spielfrei ist.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel weist das besondere Merkmal auf, dass die Kupplungsflächen eine allgemein konvexe Gestalt haben.
Ein spezielles Ausführungsbeispiele hat das besondere Merkmal, dass die Kupplungskanten und Kupplungslippen geneigte Druckflächen auf ihren von den Kupplungsflächen entfernt liegenden Seiten haben, wobei diese Druckflächen übereinander gleiten können, um das Kuppeln zu erreichen, wenn eine Druckkraft angewandt wird. Mit diesem Ausführungsbeispiel kann das Kuppeln durch eine von der Neigunsposition abhängige Druckkraft erreicht werden. Es ist offensichtlich, dass die Flexibilität der Lippen und der Reibungskoeffizient der übereinander gleitenden Flächen ebenso die erforderliche Druckkraft bestimmt. Dies ist für das Entkuppeln ebenso der Fall.
Ein besonderes Ausführungsbeispiel weist das besondere Merkmal auf, dass die Druckflächen eine allgemein konvexe Gestalt haben.
Insbesondere das Ausführungsbeispiel bei dem Kupplungsflächen und Druckflächen eine allgemeine konvexe Gestalt haben, kann vorteilhaft so ausgeführt werden, dass die Kupplungslippen und Teile der Kupplungskanten, die mit diesen zusammenarbeiten, im wesentlichen dieselbe Gestalt haben.
Besondere Ausführungsbeispiele können vorteilhaft das spezielle Merkmal aufweisen, dass die Kupplungskanten und die Kupplungslippen derart unrund sind, dass die verbundenen Komponenten gegen relatives Verdrehen blockiert sind.
Es wird an das Ausführungsbeispiel erinnert, bei dem die Stoppflächen einen Teil einer Flanschplatte bilden.
Eine spezifische Variante des letzteren Prinzips weist das Merkmal auf, dass die Flanschplatte permanentmagnetisch ist. Ferromagnetische Komponenten können hierbei magnetisch mit einer bestehenden Struktur verbunden werden.
Ein außergewöhnliches Ausführungsbeispiel weist das Merkmal auf, dass die Flanschplatte in einer Ausnehmung in der Kupplungskante versenkt montiert ist.
Dieses Ausführungsbeispiel wird bevorzugt dadurch umgesetzt, dass die Flanschplatte in die Ausnehmung mit geringem Spiel passt. Ein spezielles Ausführungsbeispiel weist das Merkmal auf, dass die eine Komponente zwei Paare von Kupplungslippen an jeder Seite einer Flanschplatte aufweist und dass die Tiefe der Ausnehmung der Hälfte der Dicke der Flanschplatte so entspricht, dass zwei durch die zuerst erwähnte Komponente verbundene Komponenten mit ihren Kupplungskanten zumindest im wesentlichen wechselseitig aneinander liegend angeordnet sind.
Eine Alternative weist Spannungsmittel zum Anordnen der Lippen unter gerichteter und großer Spannung im eingesetzten Zustand auf, so dass ein rückwärtiges Herausziehen nur möglich ist, nachdem die Spannungsmittel deaktiviert wurden.
Das letztere Ausführungsbeispiel kann das Merkmal aufweisen, dass die Spannungsmittel von außen mittels Steuermitteln gesteuert werden können.
Ein besonderes Ausführungsbeispiel weist das besondere Merkmal auf, dass die Steuermittel Anzeigemittel für den aktiven und inaktiven Zustand der Spannungsmittel aufweisen, wobei die Anzeigemittel z. B. als farbcodierende Mittel ausgeführt werden können.
Das erfindungsgemäße Konstruktionssystem weist bevorzugt das besondere Merkmal auf, dass Komponenten aus Kunststoff bestehen, beispielsweise ABS oder Polypropylen (PP). Die Verwendung eines sehr festen Kunststoffs wie etwa ABS hat den Vorteil, dass die Lebensdauer der Komponenten sehr lang ist, selbst bei verlängerter Nutzung und sogar bei rauher Verwendung. Wenn nicht-klammernde oder nicht-schnappende Kupp lungen verwandt werden, ist hartes ABS eine sehr gute Wahl. In dem Fall, in dem Anforderungen gestellt werden an die Federkraft des Materials, insbesondere in dem Fall von klammernden Kupplungen oder schnappenden Kupplungen, kann sich ein weicherer, mehr federnder Kunststoff empfehlen. Dies kann beispielsweise Polypropylen sein.
Ein System mit Kunststoffkomponenten kann das besondere Merkmal aufweisen, dass Komponenten durch Spritzgießen hergestellt sind.
Eine Alternative kann das Merkmal aufweisen, dass Komponenten durch Extrudieren hergestellt sind, gefolgt durch ein Aufteilen in Stücke des profilierten prismatischen Stabes, der durch Extrudieren hergestellt ist, und optional gefolgt durch selektives Entfernen ausgewählter Bereiche.
Es sollte deutlich werden, dass der Ausdruck "prismatisch" in der Bedeutung einer Gestalt zu verstehen ist, die in jeder Position dieselbe Querschnittsform querstehend zu einer Hauptrichtung aufweist.
Die Erfindung wird nun erläutert mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen einer Anzahl von zufälligen Ausführungsbeispielen, auf die die Erfindung nicht beschränkt ist. In den Zeichnungen zeigt:
1 eine teilweise perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels,
2 teilweise in Seitenansicht, teilweise im Querschnitt die verbundenen Komponenten der 1,
3 eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels,
4 einen Querschnitt IV-IV durch die Komponente der 3 in verbundener Stellung,
5 eine teilweise aufgebrochene perspektivische Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels,
6 den Querschnitt VI-VI gemäß der 5,
7 eine teilweise aufgebrochene perspektivische Ansicht eines vierten Ausführungsbeispiels,
8 eine perspektivische Ansicht eines fünften Ausführungsbeispiels,
9 einen Querschnitt durch den geteilten Block gemäß der 5 in montierter Position,
10 eine perspektivische Teilansicht eines sechsten Ausführungsbeispiels,
11 eine Teilansicht von oben, teilweise einen Querschnitt des Blocks der 10,
12 einen Querschnitt senkrecht zu der Fläche des Schnitts gemäß der 11 des Blocks nach 10 in montierter Position,
13 eine Ansicht des 7. Ausführungsbeispiels entsprechend zu 1, wobei die Art der Herstellung durch Spritzgießen ebenso dargestellt ist,
14 eine perspektivische Ansicht eines achten Ausführungsbeispiels,
15 eine Ansicht eines neunten Ausführungsbeispiels entsprechend zu 2,
16 eine perspektivische Ansicht eines zehnten Ausführungsbeispiels, das aus einer Mehrzahl von Unterkomponenten besteht,
17 eine perspektivische Ansicht eines elften Ausführungsbeispiels,
18 eine Explosionsansicht des zwölften Ausführungsbeispiels,
19 eine perspektivische Ansicht eines 13. Ausführungsbeispiels,
20 eine perspektivische Ansicht eines 14 Ausführungsbeispiels,
21 in teilweise durchscheinender Ansicht eine perspektivische Ansicht eines 15. Ausführungsbeispiels,
22 einen Querschnitt in auseinander gezogener Stellung der Komponenten der 21,
23 zeigt eine Ansicht der Komponenten in nicht-auseinander gezogener Stellung entsprechend zu 22,
24 ist eine Explosionsansicht eines 16. Ausführungsbeispiels,
25 ist eine Explosionsansicht eines 17. Ausführungsbeispiels,
26 eine Explosionsansicht eines 18. Ausführungsbeispiels, die ähnlich ist zu dem 16. Ausführungsbeispiel gemäß der 24,
27 eine teilweise aufgebrochene Explosionsansicht eines 19. Ausführungsbeispiels,
28 eine teilweise Explosionsansicht eines zwanzigsten Ausführungsbeispiels, die ähnlich ist zu dem 18. Ausführungsbeispiel gemäß der 26,
29 zeigt eine teilweise Explosionsansicht der Unterkomponenten, aus denen der Rahmen der 28 gebildet ist,
30 eine perspektivische Teilansicht eines 21. Ausführungsbeispiels,
31 eine perspektivische Teilansicht eines Rahmens in einem 22. Ausführungsbeispiel,
32 eine perspektivische Teilansicht eines Rahmens in einem 23. Ausführungsbeispiel,
33 eine perspektivische Ansicht eines Rahmens in einem 24. Ausführungsbeispiel,
34 eine perspektivische Teilansicht eines 25. Ausführungsbeispiels,
35 das Ausführungsbeispiel gemäß der 34 in Querschnittsansicht,
36 eine perspektivische Ansicht eines 96 Ausführungsbeispiels,
37 eine perspektivische Ansicht eines 27. Ausführungsbeispiels,
38 eine perspektivische Ansicht einer Zusammensetzung von Komponenten gemäß der 37,
39 eine perspektivische Ansicht einer Zusammensetzung von Komponenten gemäß der 36,
40 eine perspektivische Ansicht eines 28. Ausführungsbeispiels,
41 eine perspektivische Ansicht eines 29. Ausführungsbeispiels,
42 eine perspektivische Ansicht einer Zusammensetzung von Komponenten gemäß der 40,
43 einen erfindungsgemäßen Baustein in einem 30. Ausführungsbeispiel,
44 eine Zusammensetzung von Bausteinen gemäß einem 31. Ausführungsbeispiel,
45 eine perspektivische Ansicht, teilweise in Explosionsansicht, einer erfindungsgemäßen Konstruktionsstruktur,
46 fünf erfindungsgemäße Bausteine, alle gemäß einem 32 Ausführungsbeispiel, aber mit unterschiedlichen Abmessungen,
47 eine Explosionsansicht eines erfindungsgemäßen Bausteins, der aus zwei identischen Teilen bei einem 33. Ausführungsbeispiel besteht,
48 eine teilweise aufgebrochene perspektivische Ansicht eines 34. Ausführungsbeispiels,
49 in perspektivischer Ansicht ein 35. Ausführungsbeispiel, wobei die zusammengesetzten Teile mit einem gewissen gegenseitigen Abstand gezeichnet sind,
50 eine perspektivische Ansicht des zusammengesetzten Bausteins gemäß der 49,
51A eine perspektivische Ansicht eines 36. Ausführungsbeispiels,
51B eine Seitenansicht hiervon,
52A eine Seitenansicht einer Variante des Ausführungsbeispiels der 51,
52B ein Anwendungsbeispiel des Bausteins der 52A,
52C eine Ansicht von oben des Bausteins der 52A,
53 eine perspektivische Teilansicht eines 37. Ausführungsbeispiels, wobei zwei Bausteine von einer Gewindestange gehalten werden und durch deren Drehung axial beweglich sind,
54 eine perspektivische Ansicht eines 38. Ausführungsbeispiels, dessen Prinzip dem Ausführungsbeispiel der 53 entspricht, und
55 eine perspektivische Teilansicht eines 39. Ausführungsbeispiels.
In allen Figuren sind funktionell gleiche Komponenten so weit wie möglich mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
1 zeigt eine Kupplungsblock 1 und ein Rahmen 2, beides Komponenten eines modularen erfindungsgemäßen Konstruktionssystems. Der Rahmen 2 weist eine durchgehende Öffnung 3 auf, die durch vier wechselweise senkrechte Kupplungskanten begrenzt ist, die alle mit 4 bezeichnet sind und alle die dargestellte gestufte Struktur haben.
Der Kupplungsblock 1 weist eine zentrale Platte 5 auf, deren Dicke zweimal so groß ist wie die Tiefe der Stufe 6.
Wie in der 2 dargestellt, können zwei Rahmen 2 wechselweise auf diese Weise ohne Zwischenraum mittels des Kupplungsblocks 1 verbunden werden. Die Platte 5 hat an jeder der beiden Seiten zwei Kupplungslippen 7 mit abgerundeten Außenkanten 8. Auf die in der 2 dargestellte Art können diese Lippen mit den inneren Stufen 9 zum schnappenden Zusammenwirken platziert werden. Das schnappende Zusammenwirken wird durch die dargestellte abgerundete Form der Außenkanten 8 sichergestellt. Die Verbindung zwischen Block 1 und Rahmen 2 kann aus der in der 2 dargestellten Situation nur durch Ausüben einer relativ großen Kraft gelöst werden.
3 zeigt einen Kupplungsblock 10 mit den Kupplungslippen 11 bei dem die gerundeten Außenkanten 8 zum schnappenden Zusammenwirken mit dem Rahmen 2, wie in 4 dargestellt, platziert werden können, wobei aber das zurückziehende Lösen, falls gewünscht, durch Spannungsmittel blockiert werden kann, die als ein exzentrisches Nockenelement 12 ausgeführt sind, das mittels eines Werkzeugs 13 gedreht werden kann, das in eine entsprechend geformte Öffnung 14 eingesetzt ist. Durch diese Drehung pressen die Außenflächen der Nocke 12 gegen entsprechend gekrümmte konvexe Flächen 15 mit relativ großem Krümmungsradius der Lippe 11, wobei diese letzteren effektiv auseinander bewegt werden, und die nach innen gerichtete Löse-Bewegung in jedem Fall blockiert wird. Nur durch Deaktivieren der beschriebenen Spannungsmittel kann die Verbindung der 4 rückgängig gemacht werden.
5 und 6 zeigen die Verwendung eines Kupplungsblocks 16, der einseitig ausgeführt ist, aber auf demselben Prinzip beruht, wie der Kupplungsblock 10. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine rechtwinklige Übertragung mit zwei zusammenwirkenden Schrägzahnrädern 17 verwendet, die positiv das Nockenelement 12 über entsprechende Wellen 18 mit einem von außen zugänglichen Steuerelement 18 verbinden.
7 zeigt eine Variante bei der ein Kupplungsblock 19 ein Nockenelement 12 aufweist, das mittels eines an einer Welle 18 angeordneten Zahnrads 20 drehbar ist und mit einer Zahnstange 21 zusammenwirkt, die ein Teil eines axial zurückziehbaren Steuerstabs 22 ist, der eine solche Länge hat, dass in der inaktiven Stellung der Nocke 12 der eine Teil des Stabes aus der Struktur hervor steht und in der aktiven Stellung der andere Teil vor steht. Dadurch ist stets für den Benutzer klar, welche Bewegung er durchführen muss, um die Spannungsmittel in die Stellung zu bringen, die die andere zu der gerade herr schenden ist. Um Unklarheiten zu vermeiden, können beide Enden des Stabes 22 mit klar erkennbaren, unterschiedlichen Farben versehen werden, um jeweils den aktiven und inaktiven Zustand der Spannungsmittel anzuzeigen.
8 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein Kupplungsblock eine geteilte Form hat. Das Nockenelement 12 ist entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel der 3 ausgeführt. Die Außenkanten 8 bilden bei diesem Ausführungsbeispiel die Kupplungslippen, die jedoch nicht elastisch sind, so dass das Verbinden bzw. Lösen nur durch Drehen der Nocke 12 bewirkt werden kann. Dies wird unterstützt durch eine Scheibe 25, die wechselseitig die identischen Teile 24 des Blocks 23 durch Reibung verbindet. Der Kupplungsblock 23 in geteilter Form weist Rippen 71, 72 auf, die in der in 9 dargestellten Art in einen Rahmen passen, der aus zwei Teilen 73, 74 besteht. Auf die dargestellte Art kann eine enge Passung mit den Außenkanten 8 erreicht werden.
10 zeigt einen Kupplungsblock 29, wobei Abdeckungen 26 an den Enden der in diesem Ausführungsbeispiel prismatischen Form angespritzt sind, wobei die Abdeckungen durch Folienscharniere mit der Hauptform verbunden sind. Die Abdeckungen 26 nehmen so eine Form ein, dass sie schnappend in den durch die Kupplungslippen 7 definierten Raum eingesetzt werden können. Es wird angemerkt, dass die Erhebungen 27, wie in 1 vorhanden, in diesem Ausführungsbeispiel fehlen. Wie 11 zeigt, kann eine eingerückte Abdeckung 26 mit einem Werkzeug 28 entfernt werden.
12 zeigt die Situation der 11 im Querschnitt, der senkrecht zu dem Querschnitt der 11 ausgerichtet ist.
13 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein Kupplungsblock 30 eine im wesentlichen prismatische Form einnimmt. Die Erhebungen 27 fehlen hier. Der Block 30 ist aus einem extrudierten Teil 31 hergestellt, das sukzessive in festgelegten Trennzonen 32 gekürzt wird, wobei danach Bereiche 33 entfernt werden, um Stufen 34 zu erhalten.
14 zeigt, dass ein Block 35 aus drei Teilen besteht, d. h. eine getrennte Platte 5 und zwei identische Lippeneinheiten 36, die mit der Platte 5 mittels Verbindungsstift 37 verbunden sind. Dadurch erhält man eine Struktur, die aus drei Komponenten besteht, die auf eine Art identisch zu dem Block 30 angeordnet werden können. Bei diesem Ausfüh rungsbeispiel sind jedoch die Lippeneinheiten 36 um jeden gewünschten Winkel relativ zu der Platte 5 drehbar.
15 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die die inneren Stufen 38, im Gegensatz zu den inneren Stufen 6 der 3, eine abgerundete Gestalt aufweisen. Dies erleichtert das Verbinden und Lösen beim Kuppeln.
16 zeigt eine Variante des achten Ausführungsbeispiels der 14. Die Platte 5 und die Lippeneinheiten 36 sind hier wechselseitig mittels Schwalbenschwanz-Verbindern verbunden.
17 zeigt eine Block 39, der an einer Seite eine Lippeneinheit 40 und an der anderen Seite eine Hülse 41 aufweist, z. B. um eine Welle drehbar aufzunehmen.
18 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das effektiv eine Kombination des ersten Ausführungsbeispiels gemäß der der 1 und des elften Ausführungsbeispiels gemäß der 17 bildet.
19 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem zwei Blöcke 41,42 drehbar miteinander mittels eines Scharniers 43 verbunden sind.
20 zeigt ein 14. Ausführungsbeispiel, wobei Blöcke 44 gleich ausgeführt sind und ein jeder einen Aufbau hat, der zu dem zehnten Ausführungsbeispiel der 16 ähnlich ist. Die Blöcke 44 werden jeweils gehalten durch Halter 45 mittels einer Schwalbenschwanzverbindung. Beide Halter sind gleich und in gegensätzliche Richtungen ausgerichtet und bilden zusammen mit einer Drehwelle 46 ein Scharnier. Es ist anzumerken, dass ein Scharnier jeglichen Typs ebenso auf den sich wechselseitig zugewandt erstreckenden Kanten der Blöcke angebracht sein kann.
Die 21, 22 und 23 zeigen einen Block 47, der, wie das fünfte Ausführungsbeispiel gemäß der 8, durch ein exzentrisches Element expandierbar ist. Eine drehbare Scheibe 48 weist zwei geneigte Druckflächen 49 auf, die mit entsprechenden Innenflächen 50 der Hälften 51 des Blocks 47 zusammenwirken. Die 22 und 23 zeigen entsprechend die expandierte und die nicht-expandierte Situation. Die Scheibe 48 weist eine gerippte Außenfläche auf, wodurch ein Benutzer in der Lage ist, die gewünschte Dreh kraft mit seinen Fingern anzubringen. Alternativ kann auch von einem oder mehreren Vorsprüngen Gebrauch gemacht werden.
24 zeigt einen Kupplungsblock 52, der mit einer Seite mit dem Rahmen 2 verbunden werden kann und auf der anderen Seite zwei Kupplungslippen 53 für die Verbindung mit einer Platte 54 mit dem Rahmen 55 aufweist.
25 zeigt eine Variante, bei der ein Kupplungsblock 56 vier Paare von Kupplungslippen 57 aufweist. Ein Maximum von vier Platten 55 kann dadurch miteinander verbunden werden. Eine Platte kann entlang der gesamten Breite oder Länge des Blocks 56 wie gemäß der 24 entlang laufen, während zwei andere Platten sich so weit wie diese durchgehende Platte erstrecken.
26 zeigt einen Rahmen 58 mit vier durchgehenden Öffnungen 3 entsprechend wie u. a. 1. Eine Kupplungsblock ist hierin schnappend aufgenommen.
27 zeigt zwei Platten 59, die mit einem Kupplungsstück 60 verbunden werden können, das mit den äußeren Kanten von Öffnungen 3 verbunden werden kann, wie beispielsweise gemäß der 1. Die Dicke der Platte 61 entspricht in der Tiefe der Stufen 62 und die gegenseitig gegenüberstehenden Kanten der Öffnungen 3 weisen eine ähnliche Ausnehmung auf. Platten 59 können derart wechselseitig verbunden werden, dass die unteren Oberflächen keinerlei vorstehende Abschnitte aufweisen, was der Fall sein würde bei den oben beschriebenen Blöcken. Selbst wenn ein Block 1 gemäß der 1 eine einseitige Form einnimmt, erfüllt er nicht das Kriterium des Fehlens von vorstehenden Abschnitten, da die Platte 5 eine Dicke aufweist, die zweimal die Tiefe der Stufe 9 ausmacht.
Es ist offensichtlich, dass der Rahmen 58 gemäß der 26 vier Platten miteinander verbinden kann. Ähnlich den Platten 59 sind diese Platten mit Öffnungen 3 in ihren Winkelecken versehen.
28 zeigt die Verbindung zwischen einem Kupplungsblock 1, einem Rahmen 2 und einer Platte 63.
29 zeigt, dass der Rahmen 2 als aus zwei Teilen 64, 65 durch Spritzgießen hergestellt und miteinander durch Stift-Bohrungs-Verbindungen verbindbar ausgeführt werden kann. Stifte 66 und die zugehörigen Bohrungen (nicht dargestellt) können auch weggelassen werden, in welchem Fall beispielsweise Klebeverbindungen verwendet werden können. Dies hat den Vorteil, dass die Teile 64, 65 gleich sein können. Jede geeignete Verbindungstechnik ist im Prinzip anwendbar. Es können beispielsweise ebenso Schnappverbindungen, Klammerverbindungen, Schweißverbindungen oder Ähnliches benutzt werden.
30 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein Kupplungsblock 67 eine im wesentlichen rotationssymmetrische Form hat. Die Gestalt der Durchgangsöffnung 68 in dem Rahmen 69 mit zugehörigen Stufen ist hieran angepasst. 30 zeigt deutlich, dass der Block 67 eine verhältnismäßig große Durchgangsbohrung 70 aufweist, die bei Verwendung dieses Ausführungsbeispiels als Kinderspielzeug wichtig ist. Falls ein kleines Kind den Block 67 verschluckt, verbleibt die Bohrung 70 als Luftdurchlass offen, sodass ein Ersticken nicht in Frage kommt. Die in 30 dargestellte Struktur wird bevorzugt dadurch umgesetzt, das Rippen 75, 76 an ihrer axial nach außen gerichteten Seite abgerundete Kanten aufweisen, die als Positionierungskanten dienen, wodurch sie leicht in der Lage sind, an der inneren Stufe 77 in dem Rahmen 69 vorbei zu kommen. Schematisch ist dargestellt, dass nach dem eine Zusammensetzung des Blocks 67 und des Rahmens 69 fixiert wurde, diese durch Zusammendrücken der Lippen 78 unter Verwendung eines schematisch bezeichneten Werkzeugs 79 gelöst werden kann, um axial(heraus-)gedrückt zu werden.
31, 32 und 33 zeigen alternative Rahmen 71, 72 und 73.
Der Block 67 gemäß der 30 ist in der Lage, mit den schematisch bezeichneten Öffnungen 68 in dem Rahmen oder dem Baustein 72 zusammenzuwirken. Es wird angemerkt, dass die Kanten der Öffnungen 68 nur schematisch dargestellt sind, jedoch gemäß der Lehre der Erfindung beispielsweise eine Querschnittsform wie in 2 dargestellt aufweisen.
Wegen des Vorhandenseins der Ausnehmung 84 kann der Block oder der Baustein 67 gegen Verdrehung blockiert in einer Öffnungen 68 aufgenommen werden. In diesem Fall sollte ein Vorsprung unter den Rippen 30 des Bausteins 67 vorhanden sein, wobei dieser Vorsprung in eine Ausnehmung 84 passt.
Eine andere Art des Blockierens gegen Verdrehen erhält man mit der unrunden Gestalt der Öffnungen 85 gemäß der 31, mit der der entsprechend gestaltete Baustein zusammenwirken kann.
Die 34 und 35 zeigen ein 25. Ausführungsbeispiel. Der dargestellte Kupplungsblock 80 hat eine prismatische Form und entspricht in diesem Sinne dem 17. Ausführungsbeispiel gemäß der 13. Im Vergleich mit dem hier dargestellten Kupplungsblock 30, sind die Kupplungslippen 81 verlängert. Analog zu dem mit Bezug auf 30 diskutierten ist es durch axiales Drücken gemäß dem Pfeil 83 möglich, unter Verwendung eines Werkzeugs 82, das Entfernen der Kupplungslippen 81 von ihrer klammernden Ruhepositionen relativ zu dem Rahmen 2 wie in 35 dargestellt zu erreichen, wodurch der Kupplungsblock 80 aus dem Rahmen 2 durch Ausüben einer kontinuierlichen axialen Druckkraft entfernt werden kann.
Das Werkzeug 82 kann auch so ausgeführt werden, dass die axiale Kraft durch Drehen des Werkzeugs erreicht wird.
36 zeigt einen Baustein 86, dessen spezielle Merkmale mit Blick auf die Beschreibung der wichtigen funktionale Aspekte mit Bezug auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiel nicht im Detail beschrieben werden muss.
Es wird allgemein angemerkt, dass ein spezielles Ausführungsbeispiel versucht, alle Kupplungskanten und Kupplungslippen, die einander entsprechend, auszuformen. Alle passenden Bausteine können hierdurch miteinander verbunden werden. Ein anderes Ausführungsbeispiel weist zum Beispiel eine Mehrzahl von Bausteinen auf, von denen jeder mit zumindest zwei unterschiedlich dimensionierten Kupplungskanten und/oder Kupplungslippen ausgestattet ist.
37 zeigt eine Variante 87, die von dem Ausführungsbeispiel der 36 darin abweicht, dass Oberseite und Unterseite offen sind anstatt geschlossen.
38 und 39 zeigen Beispiele von Anwendungen, bei denen die Bausteine gemäß der 37 und 36 jeweils miteinander verbunden sind. Es wird klar, dass das erfindungsgemäße System viele andere Kombinationen ermöglicht.
40 zeigt eine einzelne Variante 38 des Ausführungsbeispiels gemäß der 37.
41 zeigt eine einzelne Variante 89 des Ausführungsbeispiels gemäß der 36.
42 zeigt eine Zusammensetzung der Bausteine 88 gemäß der 40.
43 zeigt einen Baustein 90 mit zwei diagonal gekreuzten Paaren von Kupplungskanten und Kupplungslippen.
44 zeigt eine Mehrzahl von Bausteinen 91, die wechselseitig in Längsrichtung bzw. Querrichtungen verbunden sind.
45 zeigt ein weiteres Beispiel einer Aufbaustruktur mit Bausteinen gemäß der Erfindung.
46 zeigt fünf Bausteine 92, 93, 94, 95 und 96 mit einer allgemeinen verlängerten Form, die an ihren Endzonen mit Öffnungen mit Kupplungskanten versehen sind. 47 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Bausteins, der aus zwei identischen Teilen 97, 98 besteht.
Wie mit Bezug auf die 29 beschrieben, werden die Teile 97, 98 durch Spritzgießen hergestellt und sind gegenseitig durch Stift-Bohrungs-Verbindungen verbindbar.
48 zeigt ein Baustein 99, wobei die Kupplungskanten einen Teil des entsprechenden Rahmens 100 bilden, die als Einsätze ausgeführt sind. Es wird in diesem Zusammenhang auch Bezug genommen auf die nachfolgende Beschreibung der 55.
49 zeigt ein Ausführungsbeispiel, wobei eine permanentmagnetische Flanschplatte 101 mit getrennten Platten 102, 103 verbunden werden kann, die mit Kupplungslippen versehen sind. Hierzu wird auf dem Weg der Erläuterung zum Beispiel auf die 1 und 2 Bezug genommen. Die Platten 102, 103 können mit der magnetischen Flanschplatte 101 beispielsweise durch Klebeverbindungen verbunden werden. Es kann beispielsweise auch eine Schnappkupplung benutzt werden, wobei die Platten 102, 103 mittels der Durchgangsöffnung 104 in der Flanschplatte 101 sich wechselweise verbinden.
50 zeigt den dadurch erhalten Baustein 105.
51A und 51B zeigen einen Baustein 106, wobei die jeweiligen Kupplungskanten relativ um 90° gedreht sind.
Derselbe Aufbau kann bei dem Baustein 107 gemäß der 52 gefunden werden.
52B zeigt die Verbindung von zwei Baustein 107 mit einer Platte 108 mit einer Durchgangsöffnung mit entsprechenden Kupplungskanten.
53 zeigt eine Gewindestange 109 die zwei Bausteine 110, 111 trägt, die mit dieser als Muttern zusammenwirken. Durch Drehung der Mutter bewegen sich die Bausteine 110, 111 aufeinander zu und voneinander weg, weil die entsprechenden Gewinde 112, 113 gegensätzliche Orientierung haben.
54 zeigt eine Variante, wobei die Bausteine 114, 115 eine zweiseitige Form einnehmen wie z. B. gemäß 1 und 2, während die Bausteine 110 und 111 als einseitige ausgeführt sind.
Schließlich zeigt 55 einen Baustein 114, der aus identischen Wänden 115 und Platten 117, die hierin über Schlitzöffnungen 116 verankert sind, aufgebaut ist, und die Durchgangsöffnungen mit Kupplungskanten haben.

Claims

Modulares Konstruktionssystem, beispielsweise für Ausbildungszwecke oder zur Verwendung als Spielzeug, wobei das System zumindest zwei Komponenten (1, 2) zur gegenseitigen, lösbaren Verbindung mittels Kupplungsmitteln aufweist und die Kupplungsmittel – zwei Kupplungskanten (9), die einen Teil der Wand der einen Komponente (2) und ebenso den Rand einer oder zweier durchgehender Öffnungen (3) in dieser Wand bilden, und – zwei Kupplungslippen (7), die einen Teil der anderen Komponente (2) bilden, deren Lippen (7) jede geeignet ist, in die eine oder die zwei durchgehenden Öffnungen (3) eingesetzt zu werden, und von denen jede zu diesem Zweck zumindest eine Schnappkante (7) für das Zusammenwirken mit der zugehörigen einen der Kupplungskanten (9) derart aufweist, dass nachdem dieses Zusammenwirken durchgeführt wurde, das Zurückziehen nur durch Ausüben einer gewissen Mindestkraft für das Lösen der Kupplungsmittel stattfinden kann, und wobei die Komponenten (1, 2) zumindest teilweise aus Kunststoff bestehen, aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsmittel so angeordnet sind, dass in gekuppeltem Zustand die Kupplungskanten (9) und die Kupplungslippen (7) gegeneinander unter Spannung mit sich derart neigenden Kupplungsflächen drücken, dass bei einer Drehung um ein Paar aus zusammenwirkender Kupplungslippe und -kante der Kontakt zwischen dem anderen Paar aus zusammenwirkender Lippe und Kante gelöst werden kann, und eine Stoppfläche eine Verbindung zu den zwei Kupplungslippen (7) herstellt, wobei die Stoppfläche in gekuppelter Stellung mit einiger Kraft gegen zumindest einen Teil einer Kupplungskante (9) so presst, dass die Verbindung zwischen diesen Komponenten spielfrei ist.
Konstruktionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsflächen eine allgemein konvexe Gestalt haben.
Konstruktionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungskanten und Kupplungslippen geneigte Druckflächen auf ihren von den Kupplungsflächen entfernt liegenden Seiten haben, wobei diese Druckflächen übereinander gleiten können, um das Kuppeln zu erreichen, wenn eine Druckkraft angewandt wird.
Konstruktionssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckflächen eine allgemein konvexe Gestalt haben.
Konstruktionssystem nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungslippen und Teile der mit diesen zusammenwirkenden Kupplungskanten im wesentlichen dieselbe Gestalt haben.
Konstruktionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungskanten und Kupplungslippen derart unrund sind, dass die verbundenen Komponenten gegen relatives Verdrehen blockiert sind.
Konstruktionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoppfläche einen Teil einer Flanschplatte bildet.
Konstruktionssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanschplatte permanentmagnetisch ist.
Konstruktionssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanschplatte in einer Ausnehmung in der Kupplungskante versenkt montierbar ist.
Konstruktionssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanschplatte in die Ausnehmung mit geringem Spiel passt.
Konstruktionssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Komponente zwei Paare von Kupplungslippen an jeder Seite der Flanschplatte aufweist und dass die Tiefe der Ausnehmung der Hälfte der Dicke der Flanschplatte so entspricht, dass zwei durch die zuerst erwähnte Komponente verbundene Komponenten mit ihren Kupplungskanten zumindest im wesentlichen wechselseitig aneinander liegend angeordnet sind.
Konstruktionssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Spannungsmittel zum Anordnen der Lippen unter gerichteter und großer Spannung im eingesetzten Zustand, so dass ein rückwärtiges Herausziehen nur möglich ist, nachdem die Spannungsmittel deaktiviert wurden.
Konstruktionssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsmittel von außen mittels Steuermitteln gesteuert werden können.
Konstruktionssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel Anzeigemittel für den aktiven und inaktiven Zustand der Spannungsmittel aufweisen, wobei die Anzeigemittel z. B. als farbcodierende Mittel ausgeführt werden können.
Konstruktionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Komponenten aus Kunststoff bestehen, beispielsweise ABS oder Polypropylen (PP).
Konstruktionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Komponenten durch Spritzgießen hergestellt sind.
Konstruktionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Komponenten durch Extrudieren hergestellt sind, gefolgt durch ein Aufteilen in Stücke des profilierten prismatischen Stabes, der durch Extrudieren hergestellt ist, und optional gefolgt durch selektives Entfernen ausgewählter Bereiche.