DK171783B1 - Overbelastningssikret byggeelement til konstruktionsbyggesæt - Google Patents

Description

i DK 171783 B1

Opfindelsen angår et legetøjsbyggesæt af den i krav l's indledning angivne art. Opfindelsen vedrører desuden en skrue og et byggeelement af den i henholdsvis krav 3's og krav 8's indledning angivne art.

5

Legetøjsbyggesæt med byggeelementer af den art kendes og markedsføres eksempelvis under varemærket DUPLO TOOLO®.

De pågældende elementer er fremstillet af plast, f.eks.

ABS, og det tilstræbes at sikre dem mod ødelæggelse som 10 følge af mekanisk overbelastning. Ansøgeren har således tidligere indleveret en patentansøgning DK 564/94 i Danmark på en momentbegrænsende kobling anvendt i en skrue eller møtrik.

15 Opfindelsen har til formål at anvise et legetøjsbyggesæt omfattende en skrue med udvendigt gevind og et byggeelement med en bøsning med indvendigt gevind, hvor delene er sikret mod ødelæggelse, selv om der påføres de sammenskruede dele et stort moment.

20

Dette formål opnås ved, at enten skrueskaftet eller bøsningen er udformet i plast med langsgående slidser, som anvist i krav l's kendetegnende del.

25 Herved sikres det, enten at skrueskaftet kan komprimeres eller bøsningen ekspanderes, hvis delene udsættes for et moment over en vis størrelse. Det bemærkes, at delene vil frigøres fra hinanden, hvis skruen i afstand fra gevindet udsættes for et moment i tværretningen. Det vil desuden 30 tillades, at gevinddelene kan kamme over, hvis skruen spændes ud over fuld tilspænding. Herved etableres der en momentbegrænsende kobling mod overbelastning hidrørende fra torsion.

Som anvist i krav 2, vil der fortrinsvis være flere slid-35 ser, der segmentvis opdeler gevinddelen i flere fjedrende bjælker.

DK 171783 B1 2

Hvis det er skruen, der er udformet med slidser, vil disse med fordel kunne være sammenhængende via en diagonalt eller radialt forgrenet slids i skruens normalt stumpe 5 gevindende.

Hvis slidserne er udformet i et byggeelements bøsning, vil bøsningen hensigtsmæssigt være anbragt, så at den strækker sig ved en ret vinkel ind i byggeelementet fra 10 en af dettes plane flader.

Bøsningen vil sædvanligvis være fæstnet til byggeelementets plane flade gennem en for brugeren uadskillelig snapforbindelse. Det vil her være den bort fra den plane 15 flade vendende ende af bøsningen, der er udformet med slidser til fleksibel udbøjning. Alternativt kan begge bøsningens ender være sammenhængende i periferiretningen, hvor det så alene er bøsningens midterparti med gevind, der er opslidset for at sikre en fleksibel udbøjning.

20

Opfindelsen vedrører desuden en skrue, der har et hult skaft af plast med et udvendigt gevindafsnit. Skruen er indrettet til optagelse i et hul med et modsvarende gevindafsnit på andet element indgående i legetøjsbyggesæt-25 tet. Dette hul vil normalt have form som en sprøjtestøbt bøsning af plast, der er anbragt som indsats i byggeelementet. Skruen er langs en del af skrueskaftets længde udformet med en slids, der strækker sig langs gevindafsnittet mod skaftets ende.

30

Hvis skruen belastes ved træk i sin længderetning, hidrørende fra vridning eller kraftpåvirkninger i tværretningen, vil dens opslidsede skaft virke som fjedrende bjælker, der vil bøje indad, når kraften når en vis størrel-35 se, hvorved de samvirkende gevindafsnit bringes ud af DK 171783 B1 3 indgreb med hinanden, og skruen frigøres derfor fra byggeelementet uden at tage varig skade.

Skruen vil ved en foretrukken udførelsesform have to dia-5 metralt over for hinanden beliggende slidser. Ved en særligt hensigtsmæssig udførelse er skruen udformet med tre langsgående slidser, der opdeler skaftets gevindafsnit i tre lige store segmenter. De derved dannede fjedrende bjælker sikrer, at skruen frigøres ved samme kraftpåvirk-10 ning uanset dennes angrebsretning.

Herudover angår opfindelsen et byggeelement til et legetøj sbyggesæt . Byggeelementet omfatter en cylinderformet plastbøsning med et indvendigt gevind til optagelse af et 15 skaft på en skrue med et modsvarende gevindafsnit. Bøsningen er udformet med mindst én slids, der strækker sig langs gevindafsnittet.

Hvis skruen påføres en belastning af en vis størrelse, 20 vil den opslidsede del af bøsningen bøje udad, hvorved skruen frigøres fra bøsningen med skruehul. Bøsningen vil ofte være fremstillet af plast ved sprøjtestøbning, og efterfølgende være samlet med byggeelementets hovedlegeme. Hvis slidserne er orienteret i samme retning som stø-25 beformens kerneudtræk, kan bøsningen ofte med fordel være en integreret part af hovedlegemet.

Byggeelementets bøsning vil ofte have flere langsgående slidser, der har samme aksiale udstrækning, og som seg-30 mentvis opdeler bøsningen i fjedrende partier. Det er generelt nemmere at dimensionere bøsningen, så at de tilstræbte fjedrende egenskaber opnås, hvis der dannes flere fjedrende bjælker. Det samme gør sig gældende for skruen, når den er udformet med slidser. Hvis slidserne er an-35 bragt ækvidistant om periferien, vil det være nemmest at DK 171783 B1 4 opnå en retningsuafhængig sammenpresning, henholdsvis ekspansion, på skrue, henholdsvis bøsning.

Opfindelsen skal i det følgende beskrives i forbindelse 5 med foretrukne udførelsesformer og under henvisning til tegningen, hvor: fig. 1 skematisk, som sidebillede, viser to byggeelementer med en skrue og en bøsning ifølge opfindelsen; 10 fig. 2 i større målestok viser den på fig. 1 viste skrue med slids set fra siden; fig. 3 i længdesnit viser den i fig. 2 viste skrue; 15 fig. 4 i delvist snit viser en alternativ udførelsesform for en skrue ifølge opfindelsen og byggeelement i samlet stilling; 20 fig. 5 i snit viser den i fig. 4 viste samling langs linien V-V; fig. 6 i snit viser en foretrukken udførelsesform for en bøsning i et byggeelement ifølge opfindelsen, hvilken 25 bøsning er vist i en samling svarende til fig. 5; fig. 7 i snit viser en alternativ udførelsesform for en bøsning i et byggeelement ifølge opfindelsen, hvilken bøsning er vist i en samling svarende til fig. 5; og 30 fig. 8 i snit viser en yderligere udførelsesform for en bøsning ifølge opfindelse med aksialt afsluttede slidser.

På fig. 1 ses to byggeelementer 10 og 11, der markedsfø-35 res under varemærket DUPLO T00L0®. Legemulighederne ved elementerne er beskrevet i EP-A-0 612 262, hvoraf det og- DK 171783 Bl 5 så fremgår, at byggeelementet 10 har en drejeligt lejret indsats i form af en skrue 12 af plast. Skruen 12 er forskydeligt lejret, så den kan udføre en aksial bevægelse mellem to stop. Ved iskruning af skruen med et til formå-5 let egnet værktøj, der i øvrigt følger med byggesættet, forstærkes den kobling, der opnås ved samling af byggeelementerne ved hjælp af deres koblingstappe påoversiden og de dermed komplementære koblingsorganer eller recesser på undersiden.

10

Selve skruen 12 er vist alene på fig. 2 og 3, dvs. den er taget ud af det på fig. 1 viste byggeelement 10. Skruen 12 er fremstillet som et hult legeme af plast og har en korpusdel 13 med to rundtgående fremspring 18 og 19, der 15 tjener som stop ved førnævnte aksiale forskydning af skruen. En skaftdel 14 er integreret med korpusdelen 13, og den har et udvendigt gevind 16. Skruen er ved en fore-trukken udførelsesform for opfindelsen særegen ved, at den har en i aksial retning forløbende slids 17.

20

Ved den viste udførelsesform er der faktisk tale om to slidser 17, der forløber i skruens aksiale retning og mødes i skruelegemets stumpe bundende 20. Det er vigtigt for opfindelsen, at slidsen i radial retning strækker sig 25 langs hele den del af gevindet, der er i indgreb med et modsvarende gevindafsnit på en bøsning eller et med gevind forsynet hul.

Det ses af fig. 3, at korpusdelen 13 er udformet med et 30 hulrum 15, der er åbent i skruens ende, og som er indrettet til at kunne optage og fastholde spidsen på førnævnte værktøj, så at skruen følger værktøjets drejning.

Fig. 4 viser skaftet af den i fig. 2 og 3 viste skrue, 35 skruet ind i en bøsning 20 i oversiden på det i fig. 1 viste byggeelement 11. Bøsningen 20 har et indvendigt ge- DK 171783 B1 6 vind 21, der samvirker med skaftets gevind 16. Opfindelsen har vist sig særdeles hensigtsmæssig, når de samvirkende gevindafsnit besidder en forholdsvis stor gevindstigning og har få snoninger. Ved en særligt hensigtsmæs-5 sig udførelsesform for opfindelsen har skruen godt og vel en snoning, mens bøsningen har knapt en snoning. Herved skal gevindsnoningen på skruen blot forcere en tilsvarende gevindsnoning på bøsningen, når bjælkerne dannet ved opslidsningen af skaftet 13 bøjes eller flexer indad.

10

Det skal samtidig bemærkes, gevindsnoningerne med fordel kan være afrundede set i tværsnit, da der ellers vil kunne opstå et synligt slid på gevindet, hvis adskillelse gentages mange gange. Opfindelsen vil imidlertid fungere 15 udmærket, selv om gevindsnoningerne har et trekantet tværsnit, og selv om der er flere snoninger, når blot gevindafsnittet er lejret med den fornødne fjedring.

Ved at skruen påføres en kraft i retningen A, som vist i 20 fig. 4, vil der opstå et kæntrepunkt 22, der vil medføre, at skruens skaft virker som en indsvingende bjælke, hvilket er vist med pilen a. Hermed vil gevindsnoningerne 16, 21 kunne passere hinanden i et område 23.

25 På fig. 5 ses en alternativ udformning for en skrue ifølge opfindelsen, hvor denne fig. viser et tværsnit svarende til et snit taget langs linien V-V i fig. 4. Skruen adskiller sig herfra ved, at den dens skaft 13 har tre slidser 17 fordelt ækvidistant langs periferien. Herved 30 dannes tre i det væsentlige ens bjælker, hvorpå gevindafsnittet 16 er anbragt. Bøsningen 11 med det indvendige gevindafsnit 21 svarer til den på fig. 4 viste bøsning.

Fig. 6 viser et tværsnitsbillede af en yderligere udfø-35 relsesform for opfindelsen, idet det her er bøsningen 11, der er udformet med to langsgående slidser 24, der sik- DK 171783 B1 7 rer, at de dele af bøsningen 11, hvorpå gevindafsnittet 21 er dannet, kan bøjes eller flexes udad, hvorved skruen kan frigøres på samme måde som forklaret i forbindelse med fig. 4.

5

Fig. 7 viser i lighed med fig. 6 en samling, hvor det er bøsningen, der forsynet med slidser 24, idet der ved denne udførelsesform findes tre slidser 24 anbragt ækvidistant. Det ses af fig. 8, der viser bøsningen 11 i læng-10 desnit, at slidserne 24 ikke nødvendigvis er gennemgående, men kan afsluttes i broer 25, der alligevel tillader den fornødne fleksibilitet.

Det moment, der kræves for at bringe gevindafsnittene ud 15 af indgreb, bestemmes bl.a. af gevindenes overlapning, dvs. den forskydning, der er nødvendig, for at gevindsnoningerne kan passere hinanden, og af antallet af gevindsnoninger. Den lethed, hvormed forskydningerne kan finde sted, afhænger af de fjedrende egenskaber for de i skaf-20 tet eller bøsningen dannede bjælker. Disse egenskaber afhænger bl.a. af godstykkelse, materialevalg, bredde i periferiretningen, slidsernes længde og beliggenhed i forhold til gevindafsnittet, samt om slidserne forløber ak-sialt eller snoer sig. Der er således intet til hinder 25 for, at slidser kan forløbe i længderetningen, men f.eks. med en modsat stigning i forhold til gevindsnoningerne.

I det foregående er opfindelsen forklaret i forbindelse med en bøsning; men så længe det er skruen, der er forsy-30 net med slidser, vil den kunne anvendes inden for opfindelsens rammer i et massivt legeme med et hul, der er forsynet med gevind, idet det blot er lysningen med gevind, der kræves.

35 Når gevinddelen har to diametralt beliggende langsgående slidser, kan det i nogle tilfælde være fordelagtigt at DK 171783 B1 8 bryde eller fjerne gevindsnoningerne i områder forskudt ca. en kvart omgang i forhold til slidserne. Såvel skruer som bøsninger vil fortrinsvis være fremstillet i et plastmateriale såsom ABS, HI-POM eller et materiale med 5 tilsvarende egenskaber.

Claims (10)

1. Legetøjsbyggesæt omfattende en skrue med et hult skaft 5 af plast, på hvis yderside der er udformet et gevindafsnit, samt et byggeelement med en plastbøsning med et modsvarende, indvendigt gevindafsnit, kendetegnet ved, at enten bøsningen eller skrueskaftet langs en del af sin længde er udformet med mindst én 10 slids, der strækker sig langs gevindafsnittet.

2. Legetøjsbyggesæt ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der i bøsningen og/eller skrueskaftet er udformet flere langsgående slidser, der har samme aksiale 15 udstrækning, og som segmenterisk opdeler skrueskaftet og/ eller bøsningen i fjedrende partier.

3. Skrue til et legetøjsbyggesæt, og omfattende et hult skaft af plast, på hvis yderside der er udformet et ge- 20 vindafsnit til optagelse i et hul med et modsvarende gevindafsnit på et andet element indgående i legetøjsbyggesættet, kendetegnet ved, at skrueskaftet langs en del af sin længde er udformet med mindst én slids, der strækker sig gennem gevindafsnittet. 25

4. Skrue ifølge krav 3, kendetegnet ved, at skrueskaftet er udformet med flere langsgående slidser, der har samme aksiale udstrækning, og som segmentvis opdeler skrueskaftet i fjedrende partier. 30

5. Skrue ifølge krav 3 eller 4, kendetegnet ved, at skaftet har to slidser, hvorved de fjedrende partier er semi-cylindriske. DK 171783 B1 10

6. Skrue ifølge krav 3 eller 4, kendetegnet ved, at skaftet har tre ækvidistant anbragte slidser i periferiretningen.

7. Byggeelement til et legetøjsbyggesæt, og omfattende en cylinderformet plastbøsning med et indvendigt gevindafsnit til optagelse af et skaft på en skrue med et modsvarende gevindafsnit, kendetegnet ved, at bøsningen langs en del af sin længde er udformet med 10 mindst én slids, der strækker sig gennem gevindafsnittet.

8. Byggeelement ifølge krav 7, kendetegnet ved, at bøsningen er udformet med flere langsgående slidser, der har samme aksiale udstrækning, og som segmentvis 15 opdeler bøsningen i fjedrende partier.

9. Byggeelement ifølge krav 7 eller 8, kendetegnet ved, at bøsningen har to slidser, hvorved de fjedrende partier er semi-cylindriske. 20

10. Byggeelement ifølge krav 7 eller 8, kendetegnet ved, at bøsningen har tre ækvidistant anbragte slidser i periferiretningen.