DK168194B1 - En skrue til et legetøjsbyggesæt - Google Patents

Description

i DK 168194 B1

Opfindelsen angår en skrue til et legetøjsbyggesæt og om-· fattende et skaft med gevind til indskruning i et andet af legetøjsbyggesættets elementer med et forud tildannet skruehul, hvorved skruen er i stand til at modstå en på 5 tværs af skruens skaft i afstand fra elementet virkende kraft.

Det er kendt fra legetøjsbyggesæt af konstruktionstypen at skrue elementer sammen. Således er der eksempler på, 10 at elementer, der udsættes for særlige belastninger, foruden ved ordinære koblingsorganer, såsom koblingstappe og komplementære receptororganer, også kobles sammen ved hjælp af til formålet udformede skruer. Disse skruer skrues ind i særlige, forud tildannede skruehuller i an-15 dre af legetøjsbyggesættets byggeelementer. Det er også kendt at anvende skruer til fastgørelse af hjul til vogn-* bunde opbygget af legetøjsbyggesættets elementer. Den indbyrdes forstærkede fastgørelse af elementerne sker for så vidt på fuldtud tilfredsstillende vis. En sådan be-20 lastning optages i skruen i dennes længderetning, og skruens trækabsorberende egenskaber er fuldt tilfredsstillende. En sådan skrue kendes fx fra patentskrift nr.

US 4,551,110.

25 Fra patentskrift nr. US 5,049,104 kendes en skrue, der spærrer for et elements fjedrende egenskaber. Også her påføres skruen et træk i længderetningen.

Derimod besidder skruer, der belastes på tværs af skaf-30 tets længderetning, en signifikant svaghed. Diameteren af skruens gevindafsnit bestemmes af dimensionerne for det element, hvori skruen indføres. Med hensyn til den samlede konstruktion ønskes dette elements dimensioner ofte minimeret, hvorfor gevindafsnittets diameter ligeledes 35 minimeres. Kraftmomentet på skruen bestemmes dels af størrelsen af den tværgående komposant af den på skruen virkende kraft, dels af afstanden mellem kraftens an- DK 168194 B1 2 grebspunkt og skaftets kontaktpunkt med elementet (armen, hvorpå kraften virker), hvori skruen er fastgjort. Med kravet om en lille diameter af gevindafsnittet vil skruer, der fx anvendes som hjulaksler, have en tendens til 5 at knække i det område, der er beliggende omkring elementets overflade, når skruen påvirkes enten af store, statiske belastninger, eller ved impulspåvirkninger stammende fx fra fald. Et tilsvarende problem vil være til stede, hvis skruen anvendes til at overføre kræfter i 10 skruens tværretning.

Opfindelsen har derfor til formål at angive en skrue til et legetøjsbyggesæt, hvor skruen er udformet, så den er bedre i stand til at modstå kræfter virkende på tværs af 15 skruens længderetning og i afstand fra det af legetøjs- byggesættets elementer, hvori skruen er anbragt i et forud tildannet skruehul.

Dette formål opnås, som angivet i krav l's kendetegnende 20 del, idet anlægsområdets beliggenhed - i større radial afstand end gevindafsnittets radius - medfører, at det resulterende kraftmoment reduceres som følge af, at den resulterende arm bliver mindre. Da skruen er fremstillet som et hult plastlegeme, vil selve aftrapningen bibringe 25 skruen en øget styrke i aftrapningsområdet.

Anlægsområdet vil ved en foretrukken udførelses form bestå af en konisk anlægsflade på skruen. Den koniske anlægsflade kan med fordel bringes til anlæg mod en tilsvarende 30 konisk anlægsflade på elementet, hvori skruen anbringes.

Den koniske anlægsflade på skruen kan med fordel danne en overgang mellem gevindafsnittets lille diameter og et skaftafsnit med en i forhold dertil større diameter. Dette er især hensigtsmæssigt, hvis sidstnævnte ikke er be-35 grænset af restriktive bindinger på diameteren.

DK 168194 B1 3

Specialskruer og -hjul til anvendelse i maskiner kan have en form, som har væsentlige lighedspunkter med skruen ifølge opfindelsen. Et sådant eksempel kendes fra "La construction mécanique" (1982), Editions de l'Usine Nou-5 velle, side 48, fig. 6, hvor et molettehjul er vist. Man skal være opmærksom på, at opfindelsen vedrører hule skruer af plast, og at denne kendte teknik vedrører massive metalemner. Hvis bøjningsstyrken for en metalstav ønskes øget, vil man øge diameteren. Man vil kunne omsæt— 10 te en del af bøjningsmomentet til trækkraften ved at udforme staven med en aftrapning mellem to stavpartier med forskellig diameter; men stavens bøjningsstyrke vil aldrig nå op på bøjningsstyrken af en stav med en ensartet diameter svarende til diametern af det tykkeste stav-15 parti. Anderledes forholder det sig med hule plastemner, hvilket er det tekniske område for opfindelsen. Her vil der være tale om emner af en given vægtykkelse. Ved at øge emnernes diameter vil man derfor ikke opnå samme forøgelse af bøjningsstyrken. Derimod vil en aftrapning mel-20 lem to partier med forskellig diameter resultere i en styrkeforøgelse, så at styrken af det pågældende parti overstiger styrken af det afsnit, der har størst diameter. Ud over en momentaflastning vil man ved plastskruer ifølge opfindelsen også opnå en direkte styrkeforøgelse i' 25 afsnittet, hvor aftrapningen er udformet.

Ifølge opfindelsen vil to komplementære, koniske anlægsområder på henholdsvis skruen og byggeelementet normalt være at foretrække, men anlægsområdet kan fx være ring-30 formet og tilvejebragt ved, at skruen udformes med en trinvis udvidelse. Sådanne skarpe kanter på plastkonstruktioner vil med de fleste plastmaterialer medføre, at konstruktionen får en svækkelse - kærwirkning - i området omkring den skarpe kant. Derfor vil den koniske an-35 lægsflade være at foretrække i praksis.

DK 168194 B1 4

Da legetøjsbyggesættet ved den foretrukne udførelsesform normalt vil være fremstillet ved plastsprøjtestøbning, vil gevindets stigning typisk være relativ stor, hvorfor anlægsfladerne med fordel kan være tilvirket med komple-5 mentære fordybninger og fremspring, så at skruen fastholdes i sin iskruede stilling, når fordybningerne og fremspringene er bragt i indgreb. Dette er især hensigtsmæssigt, når skruen anvendes som en hjulaksel, idet skruen, afhængig af i hvilken side af et køretøj den er placeret, 10 vil blive påvirket af en kraft stammende fra friktion med hjulets nav, og som vil medføre, at skruen ellers vil løsnes eller tilspændes. Dette undgås med de komplementære fordybninger og fremspring, som er beskrevet ovenfor. · Fremspringet kan hensigtsmæssigt være udformet som en 15 rund knop. Fordybningen vil kunne udformes asymmetrisk med en stejl stopflade og en skrå ledeflade. Med disse foranstaltninger kan en tilstrækkelig fastholdelse af skruen opnås, selv om gevindet på denne kun udgøres af ca. én snoning. Dermed kan skruen fremstilles ved sprøj-20 testøbning ved anvendelse af enkle værktøjer.

Opfindelsen skal beskrives i det efterfølgende i forbindelse med foretrukne udførelsesformer og under henvisning til tegningen, hvor 25 fig. 1 fra siden viser en foretrukken udførelsesform for en skrue ifølge opfindelsen til anvendelse i legetøjsbyggesæt ; 30 fig. 2 skematisk viser koblingen mellem skrue og skruehul for den i fig. 1 viste skrue; fig. 3 skematisk viser koblingen mellem en skrue og et skruehul for en første alternativ udførelsesform for en 35 skrue ifølge opfindelsen; DK 168194 B1 5 fig. 4 skematisk viser koblingen mellem en skrue og et skruehul for en anden alternativ udførelsesform for en skrue ifølge opfindelsen; 5 fig. 5 skematisk viser koblingen mellem en skrue og et skruehul for en tredie alternativ udførelsesform for en skrue ifølge opfindelsen; fig. 6 skematisk viser koblingen mellem en skrue og et 10 skruehul for en fjerde alternativ udførelsesform for en skrue ifølge opfindelsen; fig. 7 i perspektiv viser, hvorledes en skrue ifølge opfindelsen sammen med et hjulnav anbringes i et andet af 15 legetøjsbyggesættes byggeelementer; og fig. 8 skematisk viser en alternativ udformning af skruen* ifølge opfindelsen og skruehullets sammenlåsning.

20 På fig. 1 ses en skrue 10 ifølge opfindelsen. Den omfatter et skruehoved 12, med et skaft, der i den bort fra skruehovedet 12 vendende del har et gevindafsnit 24 med én gevindsnoning 25. Gevindafsnittet 24 afsluttes indadtil i et konisk afsnit 22, hvori er tilvirket to diame-25 trait beliggende låsehuller 23. Det koniske afsnit 22 udgør et grænseafsnit mellem gevindafsnittet 24 med en relativ lille diameter og den øvrige del af skruens skaft, der har en større diameter. Skruen 10 ifølge opfindelsen vil fortrinsvis være fremstillet ved plast-30 sprøjtestøbning, hvorfor den vil være hul. Skruens skaftafsnit 14 mellem hovedet 12 og den koniske flade 22 har således en større diameter end gevindafsnittet 24. Skaftafsnittet 14 har en rundtgående vulst 19, som er udformet med en ledeflade 21 og en stopflade 20. Skaftet 14 går 35 ved en foretrukken udførelsesform over i et skaftafsnit 16 via en konisk ledeflade 15, hvor skaftafsnittet 16 har samme diameter som vulsten 19.

DK 168194 B1 6

Idet skruen 10 har den fra fig. 1 viste form, vil et nav 40, der er vist på fig. 7, kunne optages og drejeligt fastholdes på den mellem vulsten 19 og hovedet 12 beliggende skaftdel 14. Ledefladen 21 vil tillade en sådan op-5 tagelse, mens spærrefladen 20 vil hindre, at navet 40 atter fjernes. Ledefladen 15 og skaftafsnittet 16 vil mod- * svare hullet i navet 40, idet hullets komplementære ledeflade (ej vist) med fordel kan være forsænket i forhold til navets yderside, så der tilvejebringes en bedre fø-10 ring delene imellem under samleprocessen.

Hovedet 12 på skruen 10 vil fortrinsvis have langsgående riller, så at skruen får et bedre fingergreb, når skruen 10 skal skrues i et andet element. Som det fremgår af 15 fig. 7, kan skruehovedet 12's endeflade 11 være udformet med en åbning, der er indrettet til at kunne optage et til formålet udformet værktøj, hvormed skruen kan tilspændes. På fig. 7 ses, hvorledes skruen er indrettet til at kunne optages i et skruehul 35 på et andet i legetøjs-20 byggesættet indgående element 30, hvor skruehullet 35 har et med skruens koniske afsnit 22 komplementært, konisk afsnit 36, der er udformet med to diametralt beliggende låseknaste 37. Disse låseknaste er indrettet til at kunne optages i skruens låsehuller 23. Låseknasterne 37 vil 25 fortrinsvis være i form af små rotationssymmetriske knopper, mens hullerne 23 vil være asymmetriske. Hullerne vil således have en ledeflade, hvormed. låseknasterne 37 ledes ind i indgreb, og en stopflade, der modvirker yderligere tilspænding. Dette kan blandt andet lade sig gøre, fordi 30 materialerne er fleksible, og fordi gevindet 25 har en kraftig stigning. Det vil være klart for en fagmand, at det også vil være muligt at forsyne skruen med låseknaster, mens det koniske afsnit 36 på legetøjsbyggeelementet 30 så forsynes med komplementære låsehuller.

Det vil kunne forstås, at skruen kan anvendes til andre formål end netop som aksel for et hjul, men opfindelsens 35 7 DK 168194 B1 principper lader sig nok bedst illustrere i den sammenhæng. Et med et legetøjsbyggesæt opbygget køretøj kan betragtes som værende legemer bestående af flere individuelle underlegemer. Disse underlegemer kan fx bestå af 5 selve vognbunden med overbygning samt hvert af de fire hjul. Med en påvirkning af det samlede legeme, fx stammende fra et fald, vil der opstå vridningskræfter mellem de i legemet indgående underlegemer. Under faldpåvirk-ningen vil disse kræfter omsættes til momenter, der vir-10 ker underlegemerne imellem. Momenterne vil dels afhænge af kræfternes størrelse, dels af den arm, hvorpå kræfterne virker. Ved at skruens anlægsområde (det koniske afsnit 22 i fig. 1) er beliggende i større radial afstand fra skruens længdeakse end gevindafsnittet 24's radius, 15 vil kraftens angrebspunkt flyttes fra gevindafsnittets afslutning 22a til overgangen 22b mellem det koniske område 22 og skaftafsnittet 14. Hermed vil størrelsen af den arm, hvorpå kraften virker, reduceres, samtidigt med at angrebspunktet 22b vil transformere en bøjningskraft, 20 der virker i skruen 10's tværretning i afstand fra byggeelementet 30, til en trækkraft, der virker i skruens længderetning.

På fig. 2 ses en foretrukken udførelsesform for skruen 25 ifølge opfindelsen, hvor der mellem skruens gevindafsnit 24 og den øvrige del af skruens skaft 14 findes et konisk anlægsområde 22. Skruen er skruet i elementet 30 og således optaget i og fastholdt i skruehullet 35 og gevindkoblingen 42. Da der er tale om to komplementære koniske af-30 snit 22 og 36, vil skruens anlægsområde ligeledes være en sammenhængende konisk flade. I praksis vil der imidlertid ofte være luft mellem de to flader; men som følge af skruens fleksibilitet vil fladerne 22 og 36 blive presset mod hinanden under ydre, mekaniske påvirkninger.

På fig. 3 ses en anden udførelsesform for en skrue ifølge opfindelsen, hvor skruen via sit gevindafsnit 24 er bragt 35 DK 168194 B1 8 i gevindmæssig sammenkobling med skruehullet 35's gevindafsnit. Det ses her, at skruens skaft 14 har samme diameter som skruens gevindafsnit 24. Aflastningen sker her gennem en vulst 41 med koniske flader, hvoraf anlægsfla-5 den 22 er den ene. Gevindhullet på elementet 30 afsluttes i en trinvis udvidelse, hvorfor anlægsfladen her kun udgøres af en ringformet kontaktlinie 37. Ved denne udførelsesform vil man opnå i hovedsagen samme tekniske virkning som i forbindelse med den i fig. 2 viste udførelses-10 form, idet angrebspunktet 22b vil være beliggende på kontaktlinien 37.

Den i fig. 4 viste konstruktion kan betragtes som værende komplementær med den i fig. 3 viste konstruktion, idet 15 skruehullet 35 her er udformet med det koniske afsnit 36, mens overgangen mellem gevindafsnittet 24 og den øvrige del af skruens skaft 14 sker trinvis. Også her vil der være en ringformet kontaktlinie 37, hvorpå angrebspunktet 22b vil være beliggende. Skruen vil være i indgreb med 20 byggeelementet via gevindkoblingen 42.

På fig. 5 ses en skrue, hvor gevindafsnittet 24 går over i den øvrige del af skruens skaft 14 i en trinvis diameterforøgelse. Skruehullet 35's diameter vil, som det ses, 25 være konstant helt ud til elementets overflade, hvorfor et kraftaflastende anlægsområde 43 vil være skiveformet, og selve angrebspunktet 22b vil være beliggende i yderkanten af det skiveformede område 43.

30 På fig. 6 ses en konstruktion svarende til den i fig. 5 viste, hvor angrebspunktet 22b er flyttet endnu længere væk fra skaftets længdeakse, idet skaftafsnittet 14 er forsynet med et ringformet materialeparti 38, så bredden af det skiveformede anlægsområde 43 er forøget. Også her 35 vil skruen være fæstnet til elementet 30's skruehul 35 via gevindkoblingen 42. Fælles for de i fig. 4-6 viste udførelsesformer er, at skaftets gevindafsnit 24 går over DK 168194 B1 9 i skaftets gevindafsnit 14 i en trinvis diameterforøgelse. Her skal man være opmærksom på, at skruens skaft i dette område vil være svækket som følge af kærwirkning.

5 På fig. 8 ses en alternativ udførelsesform for den i fig.

1 viste skrue, hvor skruens gevindafsnit 24 går over i skruens skaftafsnit 14 via et konisk afsnit 22. Byggeelementet 30, hvori skruen er iskruet, har et skruehul 35 med et ligeledes konisk afsnit 36. Skruen er sammenkoblet 10 med byggeelementet 30 via gevindkoblingen 42, og den yderligere fiksering skruen og elementet imellem tilvejebringes af et i skruehullets bund anbragt par låseknaster 39, der er indrettet til at kunne optages i spidsen af skruen i to der tilvirkede låsehuller 43. Derved sikres 15 det, at den af et hjul monteret på skruen frembragte påvirkning ikke løsner skruen fra byggeelementet 30. Dette kunne ellers forekomme som følge af den kraftige gevindstigning på gevindet 25. Denne kraftige stigning skyldes Ønsket om, at det skal være let at montere skruen under 20 1eg, og at produktionen af skruen gøres lettere, idet fremstillingen kan ske ved hjælp af enklere værktøjer.

25 30 35

Claims (8)

1. Skrue (10) til et legetøjsbyggesæt og omfattende et 5 hult skaft (14) med gevindafsnit (24) til indskruning i et andet af legetøjsbyggesættets elementer (30) med et forud tildannet skruehul (35), hvilken skrue (10) er udformet som et hult plastemne og er indrettet til at modstå på tværs af skruen (10)' s skaft (14) i afstand fra 10 elementet (30) virkende kræfter, kendetegnet ved, at skruen (10) - i forlængelse af gevindafsnittet (24) - har et anlægsområde (22), hvormed skruen (10) ved iskruning ligger an mod et dertil komplementært anlægsområde (36) på det med skruehul (35) tildannede andet ele- * 15 ment (30) i legetøjsbyggesættet, så at skruen (10) understøttes i et område, som er beliggende i større radial afstand fra skruens længdeakse end radius af gevindafsnittet (24).

2. Skrue ifølge krav 1, kendetegnet ved, at skruens anlægsområde (22) danner en anlægsflade med form som en rundtgående krave.

3. Skrue ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet 25 ved, at kraven udgøres af en sammenhængende, konisk flade.

4. Skrue ifølge krav 2 eller 3, kendetegnet ved, at kraven danner overgang mellem gevindafsnittet 30 (24) med én diameter og et skaftafsnit (14) med en i for hold dertil større diameter.

5. Skrue ifølge krav 1-4, kendetegnet ved, at anlægsfladerne på skruen (10) og på det med skruehul (35) 35 tildannede andet element (30) er tilvirket med komplementære fordybninger (23) og fremspring (37). DK 168194 B1

6. Skrue ifølge krav 5, kendetegnet ved, at skruens anlægsflade (22) har mindst én fordybning (23), og at det andet elements anlægsflade (36) har mindst en * knop (37) til optagelse i fordybningen (23). 5

7. Skrue ifølge krav 6, kendetegnet ved, at fordybningen (23) er asymmetrisk, så at den i cirkumpe-rifer retning har en stejl sideflade, der fungerer som stopflade, og en skrå sideflade, der fungerer som lede- 10 flade ved indbyrdes låsning af elementerne gennem indgreb mellem knop (37) og fordybning (23).

8. Skrue ifølge krav 1-7, kendetegnet ved, at gevindet (42) udgøres af kun én gang snoning omkring 15 skruens skaft. 20 25 30 35