EP2892626A1 - Connecting structure between construction elements, and construction element - Google Patents

Connecting structure between construction elements, and construction element

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EP2892626A1
EP2892626A1 EP13756827.5A EP13756827A EP2892626A1 EP 2892626 A1 EP2892626 A1 EP 2892626A1 EP 13756827 A EP13756827 A EP 13756827A EP 2892626 A1 EP2892626 A1 EP 2892626A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
construction
elements
connection
connecting structure
positive
Prior art date
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Granted
Application number
EP13756827.5A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP2892626B1 (en
Inventor
Christian Lange
Leonhard OSCHÜTZ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kinematics GmbH
Original Assignee
Kinematics GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Kinematics GmbH filed Critical Kinematics GmbH
Publication of EP2892626A1 publication Critical patent/EP2892626A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP2892626B1 publication Critical patent/EP2892626B1/en
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Anticipated expiration legal-status Critical

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63H—TOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H33/00—Other toys
    • A63H33/04—Building blocks, strips, or similar building parts
    • A63H33/046—Building blocks, strips, or similar building parts comprising magnetic interaction means, e.g. holding together by magnetic attraction
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63H—TOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H33/00—Other toys
    • A63H33/04—Building blocks, strips, or similar building parts
    • A63H33/042—Mechanical, electrical, optical, pneumatic or hydraulic arrangements; Motors

Definitions

  • the present invention relates to a connecting structure between structural elements according to the preamble of claim 1 and a structural element according to the preamble of claim 15.
  • Design elements are known, for example, as passive components / modules or as active modules (actuators) of automated systems, where they preferably form robots.
  • DE 10 2010 062 217 AI describes a modular system with a plurality of modules, in which each module with each other module has a continuous electrical and information connection. This coupling is made by means of a jack connector.
  • the spatial definition of the modules to each other by means of a magnetic connection, which consists of four pairs of magnets, which are arranged at 90 ° - angular intervals to each other, so that the square base surfaces of the modules can be arranged in four different orientations to each other. In the interposed 45 ° positions, the modules can be easily detached from each other.
  • a disadvantage of this embodiment is that while the magnetic connection holds a certain load in the direction of the magnetic effect, it is very susceptible to shear forces or forces oriented perpendicularly to the magnetic action, as a result of which the coupling could also be damaged.
  • the magnetic forces can not be increased arbitrarily, since electromagnets usually can not be used, or their increase hinders the solubility of the modules.
  • a disadvantage of this embodiment is that a change in the orientation of the modules to each other only very cumbersome and using tools to solve the chip is possible. In addition, the first time connecting the modules designed very expensive.
  • the object of the present invention is therefore to provide a connecting structure which overcomes these disadvantages.
  • it should be structurally relatively simple, so that they can be easily produced and solved again.
  • it should preferably allow a rapid change in the orientation of the structural elements to each other.
  • it should be made possible at the same time preferably an energy and / or information transmission between the construction elements.
  • connection construction provides a non-positive and / or positive connection between two associated construction elements and / or that ii) the connection construction a force and provides positive connection between two associated construction elements and further provided first magnetic connection elements. Due to the non-positive and / or positive plug connection, a resistance is opposed, at least in one direction perpendicular to the connecting plane between the structural elements of the separation of the connection of the construction elements. Because this is a plug connection, this connection is particularly easy to produce.
  • the connecting structure is formed einbindig. This makes it particularly easy to use.
  • connection engages in certain positions, for example 90 ° angle positions, but it is possible to join them together from all positions.
  • the connecting structure determines the construction elements in their orientation to each other. As a result, a rotation of the construction elements is prevented relative to each other and the overall structure can thus transmit rotational forces.
  • the connecting structure is designed such that a connection between the construction elements for at least two different orientations of the construction elements to each other is possible. This allows the user to easily create different orientations without having to provide different design elements.
  • “Direction” in this context means not only the linear direction but also the direction of rotation.
  • At least one releasable barrier is provided which fixes the force and / or positive locking in the release direction.
  • the materials and material thicknesses must be interpreted in accordance with the load.
  • the barrier is at least designed as a means selected from the group of the following means: i) a member insertable into the first and second structural members, ii) second magnetic fasteners, and iii) latching means which are preferably biased and can be unlocked by actuation of a release element. Then the lock can be implemented very easily.
  • the second magnetic fasteners these are of course not a mechanical barrier, but one in the context of the magnetic effect.
  • the force and / or positive connection is provided via at least two mutually corresponding connecting elements, wherein it is preferably provided that a first connection element is arranged on a first construction element and a connecting element corresponding thereto on a second construction element and / or is preferably provided that each construction element has at least a first connection element and at least one second connection element.
  • the construction element has both types of connecting elements and can thus be assembled with identical construction elements.
  • the first connection element is designed to be insertable into the second connection element.
  • the second connection element is also designed to be insertable into the first connection element.
  • n 4
  • the first connecting element is rotatable, in particular rotatable about 360 °, in the second connecting element. Then the orientation of the construction elements with each other can be changed very easily without having to solve their connection.
  • one of the first and second connecting elements has at least one undercut and the corresponding other of the second and first connecting elements has at least one corresponding to the undercut projection.
  • the electrical or information connection can then be realized in a particularly simple manner if at least a first and a second connecting element of the connecting structure is designed to conduct electricity.
  • at least one sliding contact preferably 3 or 4 sliding contacts can be provided.
  • indirect contacts based on transmission by means of transmitters and receivers, such as IR transmitters and IR receivers, may be used.
  • the energetic and / or information connection is designed such that there is a first polarity relative to one another for at least one first orientation of the construction elements and a second polarity exists for at least one second orientation. Then by changing the orientation of the construction elements with each other, an action of an actuator connected to the construction elements (which provides at least one of the effects of length change, rotation, pivoting, etc.) can be changed without having to undertake any special reprogramming.
  • the construction element has at least one side surface which is rectangular, square, triangular or round, however, special shapes such as cross or star shapes are also possible.
  • Preferred embodiments of the connecting construction according to the invention are, for example, the following:
  • two surfaces to be brought into contact with two construction elements each have four magnetic elements which are reversely polarized with respect to the magnetic elements arranged in the other construction element, alternatively magnet elements and, on the other hand, metal or iron elements are also possible.
  • one or more four interlocking elements are arranged in each surface, which largely prevent a rotation of the structural elements, namely, for example, four nutar- tige depressions in one surface (mother surface) and four corresponding web-like elevations in the other surface (father surface).
  • two surfaces to be brought into contact with two construction elements have the following characteristics: one surface (father surface) has four square cross-shaped plug-in elements and the other surface (mother surface) has correspondingly four square-shaped cross-shaped receptacles.
  • the dimensions of plug-in elements and receptacles are preferably held so that there is an interference fit.
  • cross-shaped elements but other geometries are possible, for example, round, square, star-shaped, Torx etc ..
  • two surfaces to be brought into contact with two structural elements have the following characteristics: in one surface there is provided a centrally located groove, each having four mutually spaced pairs of undercuts in the surface extending into the groove having. This is the mother surface.
  • the other surface - the father surface - has a centrally located ring, which corresponds to the groove. In this ring at a distance of 90 ° to each other four pairs of oppositely arranged projections are arranged, which extend in the surface.
  • the elements of the groove and the ring are dimensionally held so that there is a tension of the two surfaces.
  • groove-like depressions and corresponding web-like elevations may be provided to prevent unwanted rotation of the surfaces to each other.
  • Fig. 1 shows the construction element according to the invention in a first preferred
  • FIG. 3 shows the connection construction of the construction element according to the invention according to FIG. 1 during coupling and decoupling
  • FIG. 4 shows the connecting construction according to FIG. 3 in the coupled state when attaching a first barrier
  • Fig. 6 shows the construction element according to the invention in a second preferred
  • FIG. 7a, b the construction element according to the invention according to FIG. 6 in two plan views of the mother surface and the father surface, FIG.
  • FIG. 8 shows the connection construction of the construction element according to the invention according to FIG. 6 during coupling
  • FIG. 10 shows the construction element according to the invention in a fourth preferred
  • FIG. 10 show the construction element according to the invention according to FIG. 10 in two plan views of the mother surface and the father surface
  • FIG. 12 shows the connection construction of the construction element according to the invention according to FIG. 10 during coupling and decoupling, FIG.
  • Fig. 13 shows the construction element according to the invention in a fifth preferred
  • FIG. 15 shows the connection construction of the construction element according to the invention according to FIG. 13 during coupling
  • 16a, b show the connection construction of the construction element according to the invention according to FIG. 13 in two differently polarized states
  • FIG. 16a, b show the connection construction of the construction element according to the invention according to FIG. 13 in two differently polarized states
  • Fig. 18 shows the connecting structure of the construction element according to the invention according to Fig. 17 during coupling
  • FIG. 20 the connecting structure of the construction element according to the invention of FIG. 19 during coupling.
  • FIGS. 1 to 20 the same or the same elements are provided with the same or the same reference numerals.
  • FIGS. 1 to 5 a first preferred embodiment of the construction element 1, 1 according to the invention and the connection construction 3 made possible by it are shown purely schematically in different views.
  • the construction element according to the invention 1, ⁇ cubic shape and has individual surfaces 5, 7, which are formed as the father surfaces 5 and mother surfaces 7.
  • the father surface 5 has a ring-shaped projecting web 9, which is provided substantially parallel to the cube edges with paired projections 1 1, 13, which extend parallel to the surface 5. These pairs of projections 1 1, 13 are thus arranged at an angular distance of 90 ° around the center of the surface 5 on the annular web 9.
  • Concentric with the annular web 9 is a projecting coupling plug 15 with three plug contacts 17, which are resiliently formed, is provided.
  • the mother surface 7 has an annular groove 23 which is arranged centrally in the surface 7.
  • the annular groove 23 has parallel to the cube edges, each 90 ° offset from each other in pairs oppositely disposed undercuts 24, 25 and offset by 45 ° thereto arranged recesses 26, concentrically concentric with the annular groove 23 coupling recess 29 with three annular sliding contact surfaces 29a, 29b, 29c arranged.
  • the height of the protruding coupling plug 15 and the depth of the coupling recess 29 are coordinated so that in the connected state of the connecting structure 3, the contacts 17 resiliently on the respective sliding contact surfaces 29 a, 29 b, 29 c rest and so an electrical connection for the transmission of electrical energy or . Electrical information signals is possible.
  • Each construction element 1, ⁇ has in each case a father surface 5 and five nut surfaces 7.
  • the mother surfaces 7 still four square arranged cross-shaped recesses 35, in which further elements can be inserted.
  • Fig. 3 is purely schematically the coupling (shown below) and decoupling (shown above) of the connecting structure 3 according to the invention of the two construction elements 1, 1 'according to the first preferred embodiment.
  • the two structural elements 1, 1 'when coupled with respect to their edges are held offset by 45 ° to each other and then the father surface 5 of the one structural element 1 in the mother surface 7 of the other structural element in the direction A is introduced.
  • the connecting elements 9, 1 1, 13, 23, 24, 25, 26, 27 penetrate, which are formed in this regard pass-shaped. More specifically, the projections 1 1, 13 engage in the recesses 26, 27 a.
  • the edges of the two structural elements 1, ⁇ are oriented parallel to each other and the web elements 19, 21 engage in the groove-like recesses 31, 33, in which case there is a mating fit. Also between the projections 1 1, 13 and the undercuts 24, 25 there are mating fits, wherein alternatively to produce a certain tension of the connecting structure 3, a press fit between the projections 1 1, 13 and the undercuts 24, 25 may be provided.
  • the decoupling takes place simply by the fact that the construction elements 1, ⁇ in turn with application of a release force against the non-positive and positive connection of the web elements 19, 21 and groove-like recesses 31, 33 are rotated by 45 ° in the direction C against each other and then the father surface. 5 is released from the mother surface 7 in the direction D.
  • Due to the continuous undercuts 24, 25 can be the construction elements 1, rotate in the connected state to each other, namely even 360 °, so that the exact orientation of the construction elements 1, 1 'can be changed at any time.
  • two small locking elements 37, 37 ' is used, which in turn each have four nut surfaces 39, each having a cross-shaped recesses 35, in the press-fit of the cross-shaped pin 40 one of the two father surfaces 41 can be inserted.
  • the pins (not visible) of these father surfaces are then inserted into the respective recesses 35 of the construction elements 1, ⁇ .
  • the construction elements 1, 1 ' are also secured against twisting against the non-positive and positive connection of the web elements 19, 21 and groove-like recesses 31, 33 in addition to rotation.
  • an alternative solution is shown, which comprises a plate member 43, which in turn has two cross-shaped pins (not shown), which are press-fitted into the recesses 35 of the structural elements.
  • this construction element 50, 50 also has a father surface 53 and five nut surfaces 55, wherein the father surface 53 has four square-shaped pins 40 with a cross-shaped cross section and the nut surface 55 has four correspondingly arranged cross-shaped recesses 35.
  • the pins 40 and recesses 35 correspond in their design and dimensioning complete those 35, 40 of the first preferred embodiment, so that there is also an interference fit here.
  • the male surface 53 has the male coupling 15 above, and the female surface has the coupling recess 29 of the first preferred embodiment.
  • FIG. 8 the coupling of the connecting structure 51 is shown. It can be seen that the two construction elements 50, 50 'are simply inserted into one another in that the pins 40 of the father surface 53 press-engage in the depressions 35 of the mother surface. As a result, the spring-mounted contacts 17 of the coupling plug 15 on the respective sliding contact surfaces 29a, 29b, 29c come to rest.
  • This connecting structure 51 can be seen against a twisting of the two construction elements 50, 50 'secured against each other and against a withdrawal against the coupling direction G by means of the adhesion of the interference fit of the inserted into the recesses 35 pins 40th
  • FIG. 9 is purely schematically a third preferred embodiment, the connecting structure 60 according to the invention shown, in which the construction elements 61, 6 ⁇ , 61 "each have a father surface 5 and four nut surfaces 7 according to the first preferred embodiment and a father surface 53 according to the second preferred embodiment
  • the construction elements 61, 6 ⁇ , 61 each have a father surface 5 and four nut surfaces 7 according to the first preferred embodiment and a father surface 53 according to the second preferred embodiment
  • the father surface 53 is compatible with the mother surface 7 (shown below), thus also plug-in rotary joints with the connection directions A, B (shown above).
  • FIGS. 10 to 12 show purely schematically a fourth preferred embodiment of the construction elements 70, 70 'according to the invention and the connection construction 71 implemented therewith.
  • this construction element 70, 70 likewise has a father surface 73 and five nut surfaces 75, wherein the father surface 73 has four magnets 75 oriented quadratically and the nut surface 77 has four magnets 79 corresponding thereto.
  • the father surface 73 has the above Coupling plug 15 and the mother surface 77 has a coupling recess 81 in which instead of those of the first preferred embodiment, individual contacts 83, 85 are provided, which can be interconnected independently. Instead, the sliding contacts 29a, 29a, 29c could be used according to the first preferred embodiment.
  • the nut surfaces 77 recesses 87 which are formed in a circle with waist-like constrictions 89. Instead, cross-shaped recesses 35 could be used according to the first preferred embodiment.
  • the father surface 73 has four each projecting between two magnets 75 raised projecting web elements 91 and the mother surface possesses four corresponding groove-like depressions 93rd
  • FIG. 12 the coupling (left) and the decoupling (right) of the connecting structure 71 is shown. It can be seen that the two construction elements 70, 70 'are simply joined together. As a result, the spring-mounted contacts 17 of the coupling plug 15 on the respective contacts 83, 85 come to rest. Here, there is a central plug connection via the coupling plug 15 and the coupling recess 81, which, however, are less susceptible than, for example, a plug connection. As a result, the construction elements 70, 70 'can be joined together in any orientation. By the action of the magnets 75, 79, they are always in the correct alignment überfart and there is also a centering by the conical design of the connector of coupling plug 15 and coupling recess 81. This centering is also given in the preferred first, second and third embodiments.
  • connection construction 51 is visible against a rotation of the two construction elements 50, 50 'secured against each other and against a pulling against the coupling direction, that is perpendicular to the surfaces 73, 77, by means of Mag- netic effect of the magnets, in which case particularly strong magnets can be used to increase this load compatibility.
  • strong magnets 75, 79 the decoupling via a 45 ° rotation, as shown in Fig. 8 right. Otherwise, simply kinking or shearing could be used to release the connecting structure 71.
  • FIGS. 13 to 16 b A fifth preferred embodiment of the construction elements 100, 100 'according to the invention and the connecting structure 101 implemented therewith is shown purely schematically in FIGS. 13 to 16 b.
  • this construction element 100, 100 also has a father surface 103 and five nut surfaces 105, wherein the father surface 103 has nine arranged in a square grid pins 107 with cross-shaped cross section corresponding to the pins 40 of the second embodiment and the mother surface 105th nine corresponding recesses 109 with cross-shaped cross-section, which in turn is an interference fit.
  • Each of the pins 107 and the recesses 109 is electrically conductive, at least in some areas, so that contacts for an energy supply or signal forwarding are formed at the same time.
  • the outer diagonally opposite pins 1 1 1 as "-" - Pol are formed and perpendicular to the outer diagonally opposite pins 1 13 as "+" - pole of the power supply are formed. Then, by rotating the construction elements 100, 100 'by 90 ° to each other can achieve a polarity reversal, as shown in Fig. 16a and 16b, which allows you to change the effect of actuators easily without having to make a reprogramming.
  • this construction element 1 10, 1 10 ' also has a father surface 1 1 1 and five nut surfaces 113, wherein the parent surface 11 1 has four square T-shaped rotationally symmetrical pins 1 15 and the mother surface 1 13 four corresponding thereto diamond-shaped T-shaped grooves 1 17, 1 17 ', which results in a dovetail guide, wherein there is a mating fit.
  • the contact is provided via the coupling plug, which with its plug contacts 17 cooperates with the arranged at the intersection of two correspondingly formed grooves 1 18, 1 18 'sliding contact 1 19.
  • This sliding contact 1 19 is constructed substantially identical to the coupling recess 29, wherein the recess is formed here by the groove 1 18, 1 18 '.
  • connection structure 123 When connecting the construction elements 1 10, 1 10 'to the connection structure 123, the pins 1 15 are inserted into the respective groove 1 17, 1 17' along the direction of connection H.
  • tapers 121 are provided at the points of intersection 120 of two grooves 1 17, 17 ', so that the points of intersection 120 are surrounded by interference fits, but at the point of intersection 120 itself there is a fitting fit.
  • the connecting structure is thus secured against a separation perpendicular to father 1 1 1 and mother surface 1 13 and also a solution in the direction H is prevented by the tapered portions 121 in the press fit.
  • the change in the orientation of the construction elements 1 10, 1 10 'to each other is done simply by repositioning.
  • At least some of the pins 1 15 may be electrically conductive at least in regions, so that at the same time contacts for a power supply or signal forwarding are formed, in which case corresponding mating contacts would be provided in the intersection points 120.
  • FIGS. 19 and 20 show purely diagrammatically a seventh preferred embodiment of the construction elements 130, 130 'according to the invention and the connecting structure 121 realized thereby.
  • this construction element 130, 130 ' also has a father surface 133 and five nut surfaces 135, wherein the father surface 133 has nine arranged in a square grid T-shaped, rotationally symmetrical pins 1 15 according to the sixth embodiment and the mother surface 135 nine corresponding T-shaped groove 1 17a, 1 17a 'according to the sixth embodiment, which in turn results in a dovetail guide, wherein there is a mating fit.
  • tapers 121 are likewise provided at the points of intersection 120a of two grooves 17a, 17a ', so that the points of intersection 120a are surrounded by interference fits, but at the point of intersection 120a itself there is a fitting fit.
  • each of the pins 1 15 is electrically at least partially conductive, so that at the same time contacts for a power supply or signal forwarding are formed. This results in the same possibilities of polarity reversal as in the fifth preferred embodiment.

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Abstract

The invention relates to a connecting structure (3) between construction elements (1, 1') and to a construction element (1, 1'). The connecting structure (3) according to the invention has a relatively simple sructural design so as to be easily producible and releasable. Furthermore, the connecting structure allows a quick modification of the orientation of the construction elements (1, 1') relative to one another. In the process, an energy and/or information transmission is allowed between the construction elements (1, 1') at the same time.

Description

Verbindungskonstruktion zwischen Konstruktionselementen  Connecting construction between construction elements
und Konstruktionselement  and construction element
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindungskonstruktion zwischen Konstruktionselementen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Konstruktionselement nach dem Oberbegriff von Anspruch 15. The present invention relates to a connecting structure between structural elements according to the preamble of claim 1 and a structural element according to the preamble of claim 15.
Konstruktionselemente sind beispielsweise als passive Bauelemente / Bausteine oder auch als aktive Module (Aktoren) von automatisierten Systemen, wo sie bevorzugt Roboter bilden, bekannt. Design elements are known, for example, as passive components / modules or as active modules (actuators) of automated systems, where they preferably form robots.
Beispielsweise beschreibt die DE 10 2010 062 217 AI ein Baukastensystem mit mehreren Modulen, bei denen jedes Modul mit jedem anderen Modul eine durchgängige elektrische und Informationsverbindung aufweist. Diese Kopplung wird mittels einer Klinkenstecker- verbindung hergestellt. Zusätzlich erfolgt die räumliche Festlegung der Module zueinander mittels einer Magnetverbindung, die aus vier Magnetpaaren besteht, die in 90°- Winkelabständen zueinander angeordnet sind, so dass sich die quadratischen Grundflächen der Module in vier verschiedenen Orientierungen zueinander anordnen lassen. In den dazwischen angeordneten 45°-Positionen lassen sich die Module leicht voneinander lösen. For example, DE 10 2010 062 217 AI describes a modular system with a plurality of modules, in which each module with each other module has a continuous electrical and information connection. This coupling is made by means of a jack connector. In addition, the spatial definition of the modules to each other by means of a magnetic connection, which consists of four pairs of magnets, which are arranged at 90 ° - angular intervals to each other, so that the square base surfaces of the modules can be arranged in four different orientations to each other. In the interposed 45 ° positions, the modules can be easily detached from each other.
Nachteilig an dieser Ausgestaltung ist es, dass die magnetische Verbindung zwar eine gewisse Last in Richtung der magnetischen Wirkung hält, jedoch gegenüber Scherkräften oder senkrecht zur magnetischen Wirkung ausgerichteten Kräften sehr anfällig ist, wodurch dann auch die Kopplung beschädigt werden könnte. Außerdem lassen sich die magnetischen Kräfte nicht beliebig erhöhen, da Elektromagneten zumeist nicht zum Einsatz kommen können, oder deren Erhöhung behindert die Lösbarkeit der Module. A disadvantage of this embodiment is that while the magnetic connection holds a certain load in the direction of the magnetic effect, it is very susceptible to shear forces or forces oriented perpendicularly to the magnetic action, as a result of which the coupling could also be damaged. In addition, the magnetic forces can not be increased arbitrarily, since electromagnets usually can not be used, or their increase hinders the solubility of the modules.
Aus der WO 99/91261 AI ist eine umbaubare modulare Roboterverbindung bekannt. Hier sind die verschiedenen Module miteinander über korrespondierende Flanschelemente verbunden, die mittels umlaufender Spange mit einander verspannt werden. Hierbei handelt es sich also nicht um eine einbindige Verbindung der beiden Module, sondern eine zwei- bindige, da zusätzliche Verbindungsmittel in Form der Spange notwendig sind. From WO 99/91261 AI a modular modular robot connection is known. Here, the various modules are connected to each other via corresponding flange elements, which are clamped by means of rotating clip with each other. This is therefore not a one-binding connection of the two modules, but a two-cohesive, since additional connecting means in the form of the clasp are necessary.
Nachteilig an dieser Ausgestaltung ist es, dass eine Änderung der Orientierung der Module zueinander nur sehr umständlich und unter Einsatz von Werkzeugen zum Lösen der Span- ge möglich ist. Außerdem gestaltet sich auch das erstmalige Verbinden der Module sehr aufwendig. A disadvantage of this embodiment is that a change in the orientation of the modules to each other only very cumbersome and using tools to solve the chip is possible. In addition, the first time connecting the modules designed very expensive.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Verbindungskonstruktion bereitzustellen, die diese Nachteile behebt. Insbesondere soll sie konstruktiv relativ einfach aufgebaut sein, so dass sie sich leicht herstellen und wieder lösen lässt. Außerdem soll sie bevorzugt eine schnelle Änderung der Orientierung der Konstruktionselemente zu einander ermöglichen. Und es soll bevorzugt zugleich eine Energie- und/oder Informationsübermittlung zwischen den Konstruktionselementen ermöglicht werden. The object of the present invention is therefore to provide a connecting structure which overcomes these disadvantages. In particular, it should be structurally relatively simple, so that they can be easily produced and solved again. In addition, it should preferably allow a rapid change in the orientation of the structural elements to each other. And it should be made possible at the same time preferably an energy and / or information transmission between the construction elements.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Verbindungskonstruktion zwischen Konstruktionselementen noch Anspruch 1 und einem Konstruktionselement nach Anspruch 15. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. This object is achieved with a connecting structure between structural elements nor claim 1 and a structural element according to claim 15. Advantageous developments are specified in the dependent claims.
Der Erfinder hat erkannt, dass sich die gestellte Aufgabe in überraschender Weise besonders einfach dadurch lösen lässt, dass i) die Verbindungskonstruktion eine kraft- und/oder formschlüssige Steckverbindung zwischen zwei damit verbundenen Konstruktionselementen bereitstellt und/oder dass ii) die Verbindungskonstruktion eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung zwischen zwei damit verbundenen Konstruktionselementen bereitstellt und weiterhin erste magnetische Verbindungselemente vorgesehen sind. Durch die kraft- und/oder formschlüssige Steckverbindung wird zumindest in einer Richtung senkrecht zur Verbindungsebene zwischen den Konstruktionselemente der Trennung der Verbindung der Konstruktionselemente ein Widerstand entgegengesetzt. Dadurch, dass es sich dabei um eine Steckverbindung handelt, ist diese Verbindung besonders einfach herstellbar. The inventor has recognized that the stated object can be solved in a surprisingly simple manner by the fact that i) the connection construction provides a non-positive and / or positive connection between two associated construction elements and / or that ii) the connection construction a force and provides positive connection between two associated construction elements and further provided first magnetic connection elements. Due to the non-positive and / or positive plug connection, a resistance is opposed, at least in one direction perpendicular to the connecting plane between the structural elements of the separation of the connection of the construction elements. Because this is a plug connection, this connection is particularly easy to produce.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Verbindungskonstruktion einbindig ausgebildet. Dadurch lässt sie sich besonders einfach benutzen. In a preferred embodiment, the connecting structure is formed einbindig. This makes it particularly easy to use.
Besonders vorteilhaft ist eine Selbstzentrierung vorgesehen, so dass die Verbindung noch einfacherer und irrtumssicher herstellbar ist. Self-centering is particularly advantageously provided, so that the connection can be produced even more simply and without errors.
Weiterhin ist es äußerst bevorzugt, wenn die Verbindung in bestimmten Positionen, beispielsweise 90°-Winkelpositionen, einrastet, ein Zusammenfügen jedoch aus allen Positionen möglich ist. In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Verbindungskonstruktion die Konstruktionselemente in ihrer Orientierung zueinander festlegt. Dadurch ist ein Verdrehen der Konstruktionselemente relativ zu einander verhindert und die Gesamtkonstruktion kann somit Drehkräfte übertragen. Furthermore, it is highly preferred if the connection engages in certain positions, for example 90 ° angle positions, but it is possible to join them together from all positions. In an advantageous embodiment, it is provided that the connecting structure determines the construction elements in their orientation to each other. As a result, a rotation of the construction elements is prevented relative to each other and the overall structure can thus transmit rotational forces.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Verbindungskonstruktion so ausgebildet ist, dass eine Verbindung zwischen den Konstruktionselementen für mindestens zwei verschiedene Orientierungen der Konstruktionselemente zueinander ermöglicht ist. Dadurch lassen sich vom Benutzer verschiedene Ausrichtungen leicht erzeugen, ohne verschiedene Konstruktionselemente vorsehen zu müssen. Particularly preferably, it is provided that the connecting structure is designed such that a connection between the construction elements for at least two different orientations of the construction elements to each other is possible. This allows the user to easily create different orientations without having to provide different design elements.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Kraft- und/oder Formschluss die Trennung der Verbindung der miteinander über die Verbindungskonstruktionen verbundenen Konstruktionselemente in einer ersten Richtung - der Sperrrichtung - sperrt, während der Kraft- und/oder Formschluss in einer dazu geneigt, bevorzugt senkrecht ausgebildeten zweiten Richtung - der Lösrichtung - lösbar ausgebildet ist.„Richtung" meint in diesem Zusammenhang nicht nur lineare Richtung sondern auch Drehrichtung. In a particularly advantageous development it is provided that the force and / or positive locking the separation of the connection of the interconnected via the connecting structures construction elements in a first direction - the reverse direction - locks, while the force and / or positive locking inclined in one, preferably vertically formed second direction - the release direction - is detachably formed. "Direction" in this context means not only the linear direction but also the direction of rotation.
In diesem Zusammenhang ist es zweckmäßig, wenn zumindest eine lösbare Sperre vorgesehen ist, die in der Lösrichtung den Kraft- und/oder Formschluss fixiert. Dadurch kann eine bezüglich aller Lastrichtungen fixierte Verbindung der Konstruktionselemente bereitgestellt werden, die sich unbeabsichtigt nur unter Materialzerstörung wieder löst. Die Materialien und Materialstärken sind diesbezüglich natürlich Lastgemäß auszulegen. In this context, it is expedient if at least one releasable barrier is provided which fixes the force and / or positive locking in the release direction. As a result, it is possible to provide a connection of the construction elements which is fixed with respect to all load directions and unintentionally releases again only when material is destroyed. Of course, the materials and material thicknesses must be interpreted in accordance with the load.
Bevorzugt ist die Sperre zumindest als ein Mittel ausgebildet ist, das aus der Gruppe der folgenden Mittel ausgewählt ist: i) ein in das erste und zweite Konstruktionselement diese verbindend einsteckbares Element, ii) zweite magnetische Verbindungselemente und iii) Rastmittel, die bevorzugt unter Vorspannung stehen und durch Betätigung eines Löseelements entrastbar sind. Dann lässt sich die Sperre besonders einfach umsetzen. Im Fall der zweiten magnetischen Verbindungselemente stellen diese natürlich keine mechanische Sperre dar, sondern eine solche im Rahmen der magnetischen Wirkung. Preferably, the barrier is at least designed as a means selected from the group of the following means: i) a member insertable into the first and second structural members, ii) second magnetic fasteners, and iii) latching means which are preferably biased and can be unlocked by actuation of a release element. Then the lock can be implemented very easily. In the case of the second magnetic fasteners, these are of course not a mechanical barrier, but one in the context of the magnetic effect.
Zweckmäßig ist der Kraft- und/oder Formschluss über zumindest zwei miteinander korrespondierende Verbindungselemente bereitgestellt, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass ein erstes Verbindungselement an einem ersten Konstruktionselement und ein damit korrespondierendes Verbindungselement an einem zweiten Konstruktionselement angeordnet ist und/oder bevorzugt vorgesehen ist, dass jedes Konstruktionselement zumindest ein erstes Verbindungselement und zumindest ein zweites Verbindungselement aufweist. Im zweiten Fall besitzt also das Konstruktionselement beide Arten von Verbindungselementen und kann somit mit identischen Konstruktionselementen zusammengefügt werden. Appropriately, the force and / or positive connection is provided via at least two mutually corresponding connecting elements, wherein it is preferably provided that a first connection element is arranged on a first construction element and a connecting element corresponding thereto on a second construction element and / or is preferably provided that each construction element has at least a first connection element and at least one second connection element. In the second case, therefore, the construction element has both types of connecting elements and can thus be assembled with identical construction elements.
In einer diesbezüglich vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das erste Verbindungselement als in das zweite Verbindungselement einsteckbar ausgebildet ist. Um die Verbindung weiter zu verstärken, kann zusätzlich vorgesehen sein, dass auch das zweite Verbindungselement in das erste Verbindungselement einsteckbar ausgebildet ist. In diesem Fall bestehen somit einzelne Bereiche der beiden Verbindungselemente, die Bereiche des anderen Verbindungselements zumindest bereichsweise umschließen. In an embodiment which is advantageous in this respect, it is provided that the first connection element is designed to be insertable into the second connection element. In order to further strengthen the connection, it may additionally be provided that the second connection element is also designed to be insertable into the first connection element. In this case, there are thus individual areas of the two connecting elements which enclose areas of the other connecting element at least in some areas.
Besonders bevorzugt ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, dass das erste Verbindungselement eine n-zählige Drehachse aufweist mit n>0, insbesondere n=4. Dann lassen sich in Abhängigkeit von der Geometrie der Verbindungsfläche besonders einfach verschiedene orientierte Verbindungen der Konstruktionselemente untereinander herstellen. Beispielsweise ist für eine quadratische Fläche eine vierzählige Drehachse, für eine rechteckige Fläche eine zweizählige Drehachse und für eine dreieckige Grundfläche eine drei- zählige Grundfläche zu verwenden. Particularly preferably, it is provided in this context that the first connecting element has an n-fold rotational axis with n> 0, in particular n = 4. Then, depending on the geometry of the connection surface, it is particularly easy to produce different oriented connections of the construction elements with one another. For example, for a square area a fourfold axis of rotation, for a rectangular area a twofold axis of rotation and for a triangular area a threefold base area to use.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das erste Verbindungselement drehbar, insbesondere um 360° drehbar in dem zweiten Verbindungselement ausgebildet ist. Dann lässt sich die Orientierung der Konstruktionselemente untereinander besonders leicht verändern ohne deren Verbindung lösen zu müssen. In an advantageous development it is provided that the first connecting element is rotatable, in particular rotatable about 360 °, in the second connecting element. Then the orientation of the construction elements with each other can be changed very easily without having to solve their connection.
Hierzu bzw. auch für andere Ausgestaltungen kann beispielsweise vorgesehen sein, dass eines der ersten und zweiten Verbindungselemente zumindest eine Hinterschneidung aufweist und das korrespondierende andere der zweiten und ersten Verbindungselemente zumindest einen zu der Hinterschneidung korrespondierenden Vorsprung aufweist. For this or for other embodiments, for example, be provided that one of the first and second connecting elements has at least one undercut and the corresponding other of the second and first connecting elements has at least one corresponding to the undercut projection.
Die elektrische oder Informationsverbindung lässt sich dann besonders einfach verwirklichen, wenn zumindest ein erstes und ein zweites Verbindungselement der Verbindungskonstruktion elektrischen Strom leitend ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich können auch zumindest ein Schleifkontakt, bevorzugt 3 oder 4 Schleifkontakte vorgesehen sein. Oder es können statt direkt wirkenden Kontakten indirekte Kontakte verwendet werden, die auf einer Übertragung mittels Sendern und Empfängern beruhen, wie beispielsweise IR-Sendern und IR-Empfängern. The electrical or information connection can then be realized in a particularly simple manner if at least a first and a second connecting element of the connecting structure is designed to conduct electricity. Alternatively or additionally, at least one sliding contact, preferably 3 or 4 sliding contacts can be provided. Or, instead of direct-acting contacts, indirect contacts based on transmission by means of transmitters and receivers, such as IR transmitters and IR receivers, may be used.
In einer wünschenswerten Fortbildung der erfindungemäßen Verbindungskonstruktion ist die energetische und/oder Informationsverbindung so ausgebildet, dass für zumindest eine erste Orientierung der Konstruktionselemente zueinander eine erste Polung besteht und für zumindest eine zweite Orientierung eine zweite Polung besteht. Dann lässt sich durch Ändern der Orientierung der Konstruktionselemente untereinander auch eine Aktion eines mit den Konstruktionselementen verbundenen Aktors (der zumindest eine der Wirkungen Längenveränderung, Verdrehung, Verschwenkung etc. bereitstellt) verändern, ohne eine spezielle Umprogrammierung vornehmen zu müssen. In a desirable further development of the connecting structure according to the invention, the energetic and / or information connection is designed such that there is a first polarity relative to one another for at least one first orientation of the construction elements and a second polarity exists for at least one second orientation. Then by changing the orientation of the construction elements with each other, an action of an actuator connected to the construction elements (which provides at least one of the effects of length change, rotation, pivoting, etc.) can be changed without having to undertake any special reprogramming.
Selbständiger Schutz wird beansprucht für das erfindungsgemäße Konstruktionselement, insbesondere Baustein und Modul automatisierter Systeme, das sich dadurch auszeichnet, dass es die erfindungsgemäße Verbindungskonstruktion aufweist. Das Konstruktionselement weist also diejenigen Mittel auf, die zur Verwirklichung der Verbindungskonstruktion an einem der beiden miteinander zu verbindenden Konstruktionselemente vorhanden sein müssen. Independent protection is claimed for the construction element according to the invention, in particular building block and module automated systems, which is characterized in that it has the connecting structure according to the invention. The structural element thus has those means which must be present for the realization of the connecting structure on one of the two construction elements to be joined together.
Vorzugsweise weist dass Konstruktionselement zumindest eine Seitenfläche auf, die rechteckig, quadratisch, dreieckig oder rund ausgebildet ist, allerdings sind auch Sonderformen wie kreuz- oder sternförmig möglich. Preferably, the construction element has at least one side surface which is rectangular, square, triangular or round, however, special shapes such as cross or star shapes are also possible.
Bevorzugte Ausgestaltungsformen der erfindungsgemäßen Verbindungskonstruktion sind dabei beispielsweise die folgenden: Preferred embodiments of the connecting construction according to the invention are, for example, the following:
1. zwei in Verbindung zu bringende Flächen von zwei Konstruktionselementen weisen jeweils vier Magnetelemente auf, die in Bezug auf die im anderen Konstruktionselement angeordneten Magnetelemente umgekehrt gepolt sind, alternativ sind auch einerseits Magneteelemente und andererseits Metall- bzw. Eisenelemente möglich. Zusätzlich sind ein oder mehrere vier Formschlusselemente in jeder Fläche angeordnet, die eine Verdrehung der Konstruktionselemente weitgehend verhindern, nämlich zum Beispiel vier nutar- tige Vertiefungen in einer Fläche (Mutterfläche) und vier korrespondierende stegartige Erhebungen in der anderen Fläche (Vaterfläche). 1. two surfaces to be brought into contact with two construction elements each have four magnetic elements which are reversely polarized with respect to the magnetic elements arranged in the other construction element, alternatively magnet elements and, on the other hand, metal or iron elements are also possible. In addition, one or more four interlocking elements are arranged in each surface, which largely prevent a rotation of the structural elements, namely, for example, four nutar- tige depressions in one surface (mother surface) and four corresponding web-like elevations in the other surface (father surface).
2. zwei in Verbindung zu bringende Flächen von zwei Konstruktionselementen weisen die folgende Beschaffenheit auf: die eine Fläche (Vaterfläche) besitzt vier quadratisch angeordnete kreuzförmig ausgebildete Steckelemente und die andere Fläche (Mutterflä- che) weist dazu korrespondierend vier quadratisch angeordnete kreuzförmig ausgebildete Aufnahmen auf. Die Maße von Steckelementen und Aufnahmen sind dabei bevorzugt so gehalten, dass sich eine Presspassung ergibt. Statt kreuzförmiger Elemente sind aber auch andere Geometrien möglich, beispielsweise rund, quadratisch, sternförmig, Torx etc.. 2. two surfaces to be brought into contact with two construction elements have the following characteristics: one surface (father surface) has four square cross-shaped plug-in elements and the other surface (mother surface) has correspondingly four square-shaped cross-shaped receptacles. The dimensions of plug-in elements and receptacles are preferably held so that there is an interference fit. Instead of cross-shaped elements but other geometries are possible, for example, round, square, star-shaped, Torx etc ..
3. zwei in Verbindung zu bringende Flächen von zwei Konstruktionselementen weisen die folgende Beschaffenheit auf: in der einen Fläche ist eine zentral angeordnete Nut vorgesehen, die jeweils vier im Abstand von 90° zueinander angeordnete Paare von in der Fläche sich in die Nut hinein erstreckenden Hinterschneidungen aufweist. Dieses ist die Mutterfläche. Die andere Fläche - die Vaterfläche - weist einen zentral angeordneten Ring auf, der mit der Nut korrespondiert. An diesem Ring sind im Abstand von 90° zueinander jeweils vier Paare von gegenüberliegend angeordneten Vorsprüngen angeordnet, die sich in der Fläche erstrecken. Die Elemente der Nut und des Ringes sind dabei maßlich so gehalten, dass sich eine Verspannung der beiden Flächen ergibt. Zusätzlich können in den beiden Flächen verteilt nutartige Vertiefungen und dazu korrespondierende stegartige Erhebungen vorgesehen sein, um eine ungewünschte Rotation der Flächen zueinander zu verhindern. 3. two surfaces to be brought into contact with two structural elements have the following characteristics: in one surface there is provided a centrally located groove, each having four mutually spaced pairs of undercuts in the surface extending into the groove having. This is the mother surface. The other surface - the father surface - has a centrally located ring, which corresponds to the groove. In this ring at a distance of 90 ° to each other four pairs of oppositely arranged projections are arranged, which extend in the surface. The elements of the groove and the ring are dimensionally held so that there is a tension of the two surfaces. In addition, distributed in the two surfaces groove-like depressions and corresponding web-like elevations may be provided to prevent unwanted rotation of the surfaces to each other.
Diese Ausgestaltungsformen können auch untereinander Kombiniert werden. Bei einem würfelförmigen Konstruktionselement könnten beispielsweise jeweils gegenüberliegend angeordnete Flächen als Vater- und Mutterfläche einer der drei Ausgestaltungen ausgelegt sein. These embodiments can also be combined with each other. In the case of a cube-shaped construction element, for example, oppositely arranged surfaces could be designed as the father and mother surface of one of the three embodiments.
Insgesamt lassen sich alle erfindungsgemäßen Merkmale ohne weiteres miteinander kombinieren, wenn nichts anderes festgestellt ist. Overall, all features according to the invention can readily combine with each other, unless otherwise stated.
Hinsichtlich der genauen Ausgestaltung der weiteren Elemente eines Systems aus Konstruktionselementen, ihrer Wirkungen und der damit erzielten Vorteile wird auf die DE 10 2010 062 217 AI verwiesen, deren Inhalt hiermit vollumfänglich einbezogen wird. Die Kennzeichen der vorliegenden Erfindung und weitere Vorteile werden nun anhand der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den Figuren deutlich werden. Dabei zeigen: With regard to the exact design of the other elements of a system of construction elements, their effects and the advantages achieved therewith reference is made to DE 10 2010 062 217 AI, the content of which is hereby fully incorporated. The characteristics of the present invention and further advantages will now be apparent from the description of preferred embodiments in conjunction with the figures. Showing:
Fig. 1 das erfindungsgemäße Konstruktionselement in einer ersten bevorzugten Fig. 1 shows the construction element according to the invention in a first preferred
Ausgestaltung in einer perspektivischen Ansicht,  Embodiment in a perspective view,
Fig. 2a, b das erfindungsgemäße Konstruktionselement nach Fig. 1 in zwei Draufsichten auf die Mutterfläche und die Vaterfläche,  2a, b, the construction element according to the invention of Figure 1 in two plan views of the mother surface and the father surface,
Fig. 3 die Verbindungskonstruktion des erfindungsgemäßen Konstruktionselements nach Fig. 1 beim Koppeln und Entkoppeln,  3 shows the connection construction of the construction element according to the invention according to FIG. 1 during coupling and decoupling, FIG.
Fig. 4 die Verbindungskonstruktion nach Fig. 3 im gekoppelten Zustand beim Anbringen einer ersten Sperre,  4 shows the connecting construction according to FIG. 3 in the coupled state when attaching a first barrier, FIG.
Fig. 5 die Verbindungskonstruktion nach Fig. 3 im gekoppelten Zustand beim Anbringen einer zweiten Sperre,  5 in the coupled state when attaching a second lock,
Fig. 6 das erfindungsgemäße Konstruktionselement in einer zweiten bevorzugten  Fig. 6 shows the construction element according to the invention in a second preferred
Ausgestaltung in einer perspektivischen Ansicht,  Embodiment in a perspective view,
Fig. 7a, b das erfindungsgemäße Konstruktionselement nach Fig. 6 in zwei Draufsichten auf die Mutterfläche und die Vaterfläche,  7a, b the construction element according to the invention according to FIG. 6 in two plan views of the mother surface and the father surface, FIG.
Fig. 8 die Verbindungskonstruktion des erfindungsgemäßen Konstruktionselements nach Fig. 6 beim Koppeln,  8 shows the connection construction of the construction element according to the invention according to FIG. 6 during coupling, FIG.
Fig. 9 die Verbindungskonstruktion eines erfindungsgemäßen Konstruktionselements in einer dritten bevorzugten Ausgestaltung beim Koppeln,  9 shows the connection construction of a construction element according to the invention in a third preferred embodiment during coupling,
Fig. 10 das erfindungsgemäße Konstruktionselement in einer vierten bevorzugten  10 shows the construction element according to the invention in a fourth preferred
Ausgestaltung in einer perspektivischen Ansicht,  Embodiment in a perspective view,
Fig. I Ia, b das erfindungsgemäße Konstruktionselement nach Fig. 10 in zwei Draufsichten auf die Mutterfläche und die Vaterfläche,  1 a, b show the construction element according to the invention according to FIG. 10 in two plan views of the mother surface and the father surface,
Fig. 12 die Verbindungskonstruktion des erfindungsgemäßen Konstruktionselements nach Fig. 10 beim Koppeln und Entkoppeln,  12 shows the connection construction of the construction element according to the invention according to FIG. 10 during coupling and decoupling, FIG.
Fig. 13 das erfindungsgemäße Konstruktionselement in einer fünften bevorzugten  Fig. 13 shows the construction element according to the invention in a fifth preferred
Ausgestaltung in einer perspektivischen Ansicht,  Embodiment in a perspective view,
Fig. 14a, b das erfindungsgemäße Konstruktionselement nach Fig. 13 in zwei Draufsichten auf die Mutterfläche und die Vaterfläche,  14a, b, the construction element according to the invention according to FIG. 13 in two plan views of the mother surface and the father surface,
Fig. 15 die Verbindungskonstruktion des erfindungsgemäßen Konstruktionselements nach Fig. 13 beim Koppeln, Fig. 16a, b die Verbindungskonstruktion des erfindungsgemäßen Konstruktionselements nach Fig. 13 in zwei verschieden gepolten Zuständen,15 shows the connection construction of the construction element according to the invention according to FIG. 13 during coupling, 16a, b show the connection construction of the construction element according to the invention according to FIG. 13 in two differently polarized states, FIG.
Fig. 17 das erfindungsgemäße Konstruktionselement in einer sechsten bevorzugten Fig. 17, the construction element according to the invention in a sixth preferred
Ausgestaltung in einer perspektivischen Ansicht,  Embodiment in a perspective view,
Fig. 18 die Verbindungskonstruktion des erfindungsgemäßen Konstruktionselements nach Fig. 17 beim Koppeln und  Fig. 18 shows the connecting structure of the construction element according to the invention according to Fig. 17 during coupling and
Fig. 19 das erfindungsgemäße Konstruktionselement in einer siebenten bevorzugten  19 shows the construction element according to the invention in a seventh preferred
Ausgestaltung in einer perspektivischen Ansicht,  Embodiment in a perspective view,
Fig. 20 die Verbindungskonstruktion des erfindungsgemäßen Konstruktionselements nach Fig. 19 beim Koppeln.  Fig. 20, the connecting structure of the construction element according to the invention of FIG. 19 during coupling.
In den Figuren 1 bis 20 sind dieselben oder gleiche Elemente mit denselben bzw. gleichen Bezugszeichen versehen. In FIGS. 1 to 20, the same or the same elements are provided with the same or the same reference numerals.
In den Fig. 1 bis 5 ist rein schematisch eine erste bevorzugt Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Konstruktionselements 1, Γ und der damit ermöglichten Verbindungskonstruktion 3 in verschiedenen Ansichten gezeigt. In FIGS. 1 to 5, a first preferred embodiment of the construction element 1, 1 according to the invention and the connection construction 3 made possible by it are shown purely schematically in different views.
Es ist zu erkennen, dass das erfindungsgemäße Konstruktionselement 1, Γ Würfelform aufweist und einzelne Flächen 5, 7 aufweist, die als Vaterflächen 5 und Mutterflächen 7 ausgebildet sind. It can be seen that the construction element according to the invention 1, Γ cubic shape and has individual surfaces 5, 7, which are formed as the father surfaces 5 and mother surfaces 7.
Die Vaterfläche 5 weist einen ringförmig vorstehenden Steg 9 auf, der im Wesentlichen parallel zu den Würfelkanten mit paarweise angeordneten Vorsprüngen 1 1, 13 versehen ist, die sich parallel zur Fläche 5 erstrecken. Diese Paare von Vorsprüngen 1 1, 13 sind somit ein einem Winkelabstand von 90° rings um das Zentrum der Fläche 5 an dem Ringsteg 9 angeordnet. Konzentrisch mit dem Ringsteg 9 ist ein vorstehender Kupplungsstecker 15 mit drei Steckerkontakten 17, die elastisch federnd ausgebildet sind, vorgesehen. Rings um den Ringsteg 9 sind erhaben vorstehende Stegelemente 19, 21 angeordnet. The father surface 5 has a ring-shaped projecting web 9, which is provided substantially parallel to the cube edges with paired projections 1 1, 13, which extend parallel to the surface 5. These pairs of projections 1 1, 13 are thus arranged at an angular distance of 90 ° around the center of the surface 5 on the annular web 9. Concentric with the annular web 9 is a projecting coupling plug 15 with three plug contacts 17, which are resiliently formed, is provided. Around the annular web 9 raised projecting web elements 19, 21 are arranged.
Die Mutterfläche 7 weist eine Ringnut 23 auf, die zentral in der Fläche 7 angeordnet ist. Die Ringnut 23 besitzt parallel zu den Würfelkanten, jeweils 90° versetzt zueinander paarweise gegenüberliegend angeordnete Hinterschneidungen 24, 25 auf und um 45° versetzt dazu angeordnete Ausnehmungen 26, 27. Konzentrisch zur Ringnut 23 ist Kupplungsvertiefung 29 mit drei ringförmigen Schleifkontaktflächen 29a, 29b, 29c angeordnet. Die Höhe des vorstehenden Kupplungssteckers 15 und die Tiefe der Kupplungsvertiefung 29 sind dabei so aufeinander abgestimmt, dass im verbundenen Zustand der Verbindungskonstruktion 3 die Kontakte 17 federnd auf den jeweiligen Schleifkontaktflächen 29a, 29b, 29c aufliegen und so eine elektrische Verbindung zur Übertragung von elektrischer Energie bzw. elektrischen Informationssignalen ermöglicht ist. The mother surface 7 has an annular groove 23 which is arranged centrally in the surface 7. The annular groove 23 has parallel to the cube edges, each 90 ° offset from each other in pairs oppositely disposed undercuts 24, 25 and offset by 45 ° thereto arranged recesses 26, concentrically concentric with the annular groove 23 coupling recess 29 with three annular sliding contact surfaces 29a, 29b, 29c arranged. The height of the protruding coupling plug 15 and the depth of the coupling recess 29 are coordinated so that in the connected state of the connecting structure 3, the contacts 17 resiliently on the respective sliding contact surfaces 29 a, 29 b, 29 c rest and so an electrical connection for the transmission of electrical energy or . Electrical information signals is possible.
Rings um die Ringnut 23 sind nutartige Vertiefungen 31, 33 angeordnet, die mit den vorstehenden Stegelemente 19, 21 korrespondieren. Im verbundenen Zustand der Verbindungskonstruktion 3 greifen die Stegelemente 19, 21 in die gegenüberliegenden nutartigen Vertiefungen 31, 33 ein und verhindern so ein ungewünschtes Verdrehen der Konstruktionselemente 1, gegeneinander, da hierzu der über den Eingriff bereitgestellte Formund Kraftschluss erst überwunden werden muss. Around the annular groove 23 groove-like recesses 31, 33 are arranged, which correspond to the projecting web elements 19, 21. In the connected state of the connecting structure 3, the web elements 19, 21 engage in the opposite groove-like depressions 31, 33 and thus prevent undesired rotation of the construction elements 1, against each other, since for this purpose the form and adhesion provided via the engagement must first be overcome.
Jedes Konstruktionselement 1, Γ weist jeweils eine Vaterfläche 5 und fünf Mutterflächen 7 auf. Zusätzlich weisen die Mutterflächen 7 noch vier quadratisch angeordnete kreuzförmig ausgebildete Vertiefungen 35 auf, in die weitere Elemente eingefügt werden können. Each construction element 1, Γ has in each case a father surface 5 and five nut surfaces 7. In addition, the mother surfaces 7 still four square arranged cross-shaped recesses 35, in which further elements can be inserted.
In Fig. 3 ist rein schematisch das Koppeln (unten gezeigt) und Entkoppeln (oben gezeigt) der erfindungsgemäßen Verbindungskonstruktion 3 der zwei Konstruktionselemente 1, 1 ' nach der ersten bevorzugten Ausgestaltung zu sehen. Es ist zu erkennen, dass die beiden Konstruktionselemente 1, 1 ' beim Koppeln in Bezug auf ihre Kanten um 45° versetzt zueinander gehalten werden und dann die Vaterfläche 5 des einen Konstruktionselements 1 in die Mutterfläche 7 des anderen Konstruktionselements in Richtung A eingeführt wird. Dabei durchdringen sich die Verbindungselemente 9, 1 1, 13, 23, 24, 25, 26, 27, die diesbezüglich passförmig ausgebildet sind. Genauer gesagt greifen die Vorsprünge 1 1 , 13 in die Ausnehmungen 26, 27 ein. In Fig. 3 is purely schematically the coupling (shown below) and decoupling (shown above) of the connecting structure 3 according to the invention of the two construction elements 1, 1 'according to the first preferred embodiment. It can be seen that the two structural elements 1, 1 'when coupled with respect to their edges are held offset by 45 ° to each other and then the father surface 5 of the one structural element 1 in the mother surface 7 of the other structural element in the direction A is introduced. In this case, the connecting elements 9, 1 1, 13, 23, 24, 25, 26, 27 penetrate, which are formed in this regard pass-shaped. More specifically, the projections 1 1, 13 engage in the recesses 26, 27 a.
In dieser 45°-Ausrichtung liegen die erhaben vorstehenden Stegelemente 19, 21 der Vaterfläche 5 an der Mutterfläche 7 an, wodurch sich eine gewisse Beabstandung der beiden Flächen ergibt. Anschließend werden die Konstruktionselemente 1, relativ zueinander in Richtung B (oder auch entgegengesetzt) um 45° verdreht. Die Vorsprünge 1 1, 13 und die Hinterschneidung 24, 25 sind leicht gefast ausgebildet. Dadurch lassen sich trotz dieser Beabstandung die Vorsprünge 1 1, 13 hinter die Hinterschneidungen 24, 25 überführen, wobei eine gewisse materialbedingt Elastizität der Vorsprünge 1 1, 13 und Hinterschneidungen 24, 25 genutzt wird, so dass sich kurzfristig eine Presspassung ergibt. Nach voll- ständiger 45°-Drehung sind die Kanten der beiden Konstruktionselemente 1, Γ parallel zueinander orientiert und die Stegelemente 19, 21 greifen in die nutartige Vertiefungen 31, 33, wobei hierbei eine Fügepassung vorliegt. Auch zwischen den Vorsprüngen 1 1, 13 und den Hinterschneidungen 24, 25 bestehen Fügepassungen, wobei alternativ zur Erzeugung einer gewissen Verspannung der Verbindungskonstruktion 3 auch eine Presspassung zwischen den Vorsprüngen 1 1, 13 und den Hinterschneidungen 24, 25 vorgesehen sein kann. In this 45 ° orientation, the raised projecting web elements 19, 21 of the father surface 5 on the mother surface 7, which results in a certain spacing of the two surfaces. Subsequently, the construction elements 1, relative to each other in the direction B (or opposite) rotated by 45 °. The projections 1 1, 13 and the undercut 24, 25 are slightly chamfered. As a result, in spite of this spacing, the projections 11, 13 can be transferred behind the undercuts 24, 25, whereby a certain material-related elasticity of the projections 11, 13 and undercuts 24, 25 is utilized, so that an interference fit results in the short term. After complete constant 45 ° rotation, the edges of the two structural elements 1, Γ are oriented parallel to each other and the web elements 19, 21 engage in the groove-like recesses 31, 33, in which case there is a mating fit. Also between the projections 1 1, 13 and the undercuts 24, 25 there are mating fits, wherein alternatively to produce a certain tension of the connecting structure 3, a press fit between the projections 1 1, 13 and the undercuts 24, 25 may be provided.
Das Entkoppeln findet einfach dadurch statt, dass die Konstruktionselemente 1, Γ wiederum unter Aufbringung einer Löskraft gegenüber der kraft- und formschlüssigen Verbindung der Stegelemente 19, 21 und nutartigen Vertiefungen 31, 33 um 45° in Richtung C gegeneinander verdreht werden und danach die Vaterfläche 5 von der Mutterfläche 7 in Richtung D gelöst wird. The decoupling takes place simply by the fact that the construction elements 1, Γ in turn with application of a release force against the non-positive and positive connection of the web elements 19, 21 and groove-like recesses 31, 33 are rotated by 45 ° in the direction C against each other and then the father surface. 5 is released from the mother surface 7 in the direction D.
Aufgrund der durchgehenden Hinterschneidungen 24, 25 lassen sich die Konstruktionselemente 1, im verbundenen Zustand beliebig zueinander verdrehen, nämlich sogar um 360°, so dass die genaue Orientierung der Konstruktionselemente 1 , 1 ' jederzeit verändert werden kann. Due to the continuous undercuts 24, 25 can be the construction elements 1, rotate in the connected state to each other, namely even 360 °, so that the exact orientation of the construction elements 1, 1 'can be changed at any time.
Wiegleich die Verbindungskonstruktion 3 schon aufgrund der in die nutartigen Vertiefungen 31, 33 eingreifenden Stegelemente 19, 21 gegen Verdrehen gesichert ist, können weitere Verdrehsperren vorgesehen werden, wie beispielhaft in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist. Although the connecting structure 3 is already secured against rotation due to the web elements 19, 21 engaging in the groove-like recesses 31, 33, further anti-rotation locks can be provided, as shown by way of example in FIGS. 4 and 5.
In Fig. 4 werden zwei kleine Sperrelemente 37, 37' verwendet, die ihrerseits jeweils vier Mutterflächen 39 besitzen, die jeweils eine kreuzförmige Vertiefungen 35 aufweisen, in die mit Presspassung der kreuzförmig ausgebildete Stift 40 einer der jeweils zwei Vaterflächen 41 einsteckbar ist. Die beiden Sperrelemente 37, 37' werden nun zuerst in Richtung E zusammengesteckt, so dass zwei Vaterflächen 41 ' gemeinsam ausgerichtet sind. Die Stifte (nicht zu sehen) dieser Vaterflächen werden dann in die jeweiligen Vertiefungen 35 der Konstruktionselemente 1, Γ eingesteckt. Dadurch sind die Konstruktionselemente 1, 1 ' auch über die Lösekraft gegenüber der kraft- und formschlüssigen Verbindung der Stegelemente 19, 21 und nutartigen Vertiefungen 31, 33 hinaus gegen ein Verdrehen gesichert. In Fig. 5 ist hierzu eine alternative Lösung dargestellt, die ein Plattenelement 43 umfasst, das seinerseits zwei kreuzförmige Stifte (nicht zu sehen) besitzt, die in die Vertiefungen 35 der Konstruktionselemente pressförmig einsteckbar sind. In Fig. 4, two small locking elements 37, 37 'is used, which in turn each have four nut surfaces 39, each having a cross-shaped recesses 35, in the press-fit of the cross-shaped pin 40 one of the two father surfaces 41 can be inserted. The two locking elements 37, 37 'are now first plugged together in the direction E, so that two father surfaces 41' are aligned together. The pins (not visible) of these father surfaces are then inserted into the respective recesses 35 of the construction elements 1, Γ. As a result, the construction elements 1, 1 'are also secured against twisting against the non-positive and positive connection of the web elements 19, 21 and groove-like recesses 31, 33 in addition to rotation. In Fig. 5 for this purpose, an alternative solution is shown, which comprises a plate member 43, which in turn has two cross-shaped pins (not shown), which are press-fitted into the recesses 35 of the structural elements.
In den Fig. 6 bis 8 ist rein schematisch eine zweite bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Konstruktionselemente 50, 50' und der damit verwirklichten Verbindungskonstruktion 51 dargestellt. A second preferred embodiment of the construction elements 50, 50 'according to the invention and the connection construction 51 implemented therewith are shown purely schematically in FIGS. 6 to 8.
Es ist zu erkennen, dass dieses Konstruktionselement 50, 50' ebenfalls eine Vaterfläche 53 und fünf Mutterflächen 55 aufweist, wobei die Vaterfläche 53 vier quadratisch ausgerichtete Stifte 40 mit kreuzförmigen Querschnitt aufweist und die Mutterfläche 55 vier korrespondierend dazu angeordnete kreuzförmige Vertiefungen 35. Die Stifte 40 und Vertiefungen 35 entsprechen in ihrer Ausgestaltung und Dimensionierung vollständige derjenigen 35, 40 aus der ersten bevorzugten Ausführungsform, so dass auch hier eine Presspassung vorliegt. Zusätzlich weist die Vaterfläche 53 den vorstehenden Kupplungsstecker 15 auf und die Mutterfläche besitzt die Kupplungsvertiefung 29 aus dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel. It can be seen that this construction element 50, 50 'also has a father surface 53 and five nut surfaces 55, wherein the father surface 53 has four square-shaped pins 40 with a cross-shaped cross section and the nut surface 55 has four correspondingly arranged cross-shaped recesses 35. The pins 40 and recesses 35 correspond in their design and dimensioning complete those 35, 40 of the first preferred embodiment, so that there is also an interference fit here. In addition, the male surface 53 has the male coupling 15 above, and the female surface has the coupling recess 29 of the first preferred embodiment.
In Fig. 8 ist die Kopplung der Verbindungskonstruktion 51 gezeigt. Es ist zu erkennen, dass die beiden Konstruktionselemente 50, 50' einfach in einander gesteckt werden, in dem die Stifte 40 der Vaterfläche 53 in die Vertiefungen 35 der Mutterfläche pressförmig eingreift. Dadurch kommen auch die federnd gelagerten Kontakte 17 des Kupplungssteckers 15 auf den jeweiligen Schleifkontaktflächen 29a, 29b, 29c zur Anlage. Diese Verbindungskonstruktion 51 ist ersichtlich gegenüber einem Verdrehen der beiden Konstruktionselemente 50, 50' gegeneinander gesichert und gegenüber einem Ausziehen entgegen der Kupplungsrichtung G mittels des Kraftschlusses der Presspassung der in die Vertiefungen 35 eingesteckten Stifte 40. In Fig. 8, the coupling of the connecting structure 51 is shown. It can be seen that the two construction elements 50, 50 'are simply inserted into one another in that the pins 40 of the father surface 53 press-engage in the depressions 35 of the mother surface. As a result, the spring-mounted contacts 17 of the coupling plug 15 on the respective sliding contact surfaces 29a, 29b, 29c come to rest. This connecting structure 51 can be seen against a twisting of the two construction elements 50, 50 'secured against each other and against a withdrawal against the coupling direction G by means of the adhesion of the interference fit of the inserted into the recesses 35 pins 40th
In Fig. 9 ist rein schematisch eine dritte bevorzugte Ausgestaltung die erfindungsgemäßen Verbindungskonstruktion 60 gezeigt, bei der die Konstruktionselemente 61, 6Γ, 61 " jeweils eine Vaterfläche 5 und vier Mutterflächen 7 nach der ersten bevorzugten Ausgestaltung und eine Vaterfläche 53 nach der zweiten bevorzugten Ausgestaltung aufweisen. Somit lassen sich hier sowohl reine Steckverbindungen in Richtung G verwirklichen, da die Vaterfläche 53 mit der Mutterfläche 7 kompatibel ausgebildet ist (unten gezeigt), also auch Steck-Drehverbindungen mit den Verbindungsrichtungen A, B (oben dargestellt). In den Fig. 10 bis 12 ist rein schematisch eine vierte bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Konstruktionselemente 70, 70' und der damit verwirklichten Verbindungskonstruktion 71 dargestellt. In Fig. 9 is purely schematically a third preferred embodiment, the connecting structure 60 according to the invention shown, in which the construction elements 61, 6Γ, 61 "each have a father surface 5 and four nut surfaces 7 according to the first preferred embodiment and a father surface 53 according to the second preferred embodiment Thus, pure plug-in connections in the direction G can be realized here, since the father surface 53 is compatible with the mother surface 7 (shown below), thus also plug-in rotary joints with the connection directions A, B (shown above). FIGS. 10 to 12 show purely schematically a fourth preferred embodiment of the construction elements 70, 70 'according to the invention and the connection construction 71 implemented therewith.
Es ist zu erkennen, dass dieses Konstruktionselement 70, 70' ebenfalls eine Vaterfläche 73 und fünf Mutterflächen 75 aufweist, wobei die Vaterfläche 73 vier quadratisch ausgerichtete Magnete 75 aufweist und die Mutterfläche 77 vier korrespondierend dazu angeordnete Magnete 79. Zusätzlich weist die Vaterfläche 73 den vorstehenden Kupplungsstecker 15 auf und die Mutterfläche 77 besitzt eine Kupplungsvertiefung 81 in der anstelle derjenigen aus dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel einzelne Kontakte 83, 85 vorgesehen sind, die unabhängig voneinander verschaltet werden können. Stattdessen könnten auch die Schleifkontakte 29a, 29a, 29c entsprechend der ersten bevorzugten Ausgestaltung verwendet werden. Außerdem besitzen die Mutterflächen 77 Vertiefungen 87, die kreisförmig mit taillenartigen Einschnürungen 89 ausgebildet sind. Stattdessen könnten auch kreuzförmige Vertiefungen 35 entsprechend der ersten bevorzugten Ausgestaltung verwendet werden. Schließlich besitzt die Vaterfläche 73 vier jeweils zwischen zwei Magneten 75 angeordnete erhaben vorstehende Stegelemente 91 und die Mutterfläche besitz vier korrespondierende nutartige Vertiefungen 93. It can be seen that this construction element 70, 70 'likewise has a father surface 73 and five nut surfaces 75, wherein the father surface 73 has four magnets 75 oriented quadratically and the nut surface 77 has four magnets 79 corresponding thereto. In addition, the father surface 73 has the above Coupling plug 15 and the mother surface 77 has a coupling recess 81 in which instead of those of the first preferred embodiment, individual contacts 83, 85 are provided, which can be interconnected independently. Instead, the sliding contacts 29a, 29a, 29c could be used according to the first preferred embodiment. In addition, the nut surfaces 77 recesses 87 which are formed in a circle with waist-like constrictions 89. Instead, cross-shaped recesses 35 could be used according to the first preferred embodiment. Finally, the father surface 73 has four each projecting between two magnets 75 raised projecting web elements 91 and the mother surface possesses four corresponding groove-like depressions 93rd
In Fig. 12 ist die Kopplung (links) und die Entkopplung (rechts) der Verbindungskonstruktion 71 gezeigt. Es ist zu erkennen, dass die beiden Konstruktionselemente 70, 70' einfach aufeinander gefügt werden. Dadurch kommen auch die federnd gelagerten Kontakte 17 des Kupplungssteckers 15 auf den jeweiligen Kontakten 83, 85 zur Anlage. Hier besteht eine zentrale Steckverbindung über den Kupplungstecker 15 und die Kupplungsvertiefung 81, die allerdings weniger anfällig ausgebildet sind als beispielsweise eine Klin- kensteckerverbindung. Dadurch können die Konstruktionselemente 70, 70' in beliebiger Ausrichtung zueinander zusammengefügt werden. Durch die Wirkung der Magnete 75, 79 werden sie stets in die richtige Ausrichtung überfuhrt und es erfolgt gleichzeitig eine Zentrierung durch die konische Ausbildung der Steckverbindung von Kupplungsstecker 15 und Kupplungsvertiefung 81. Diese Zentrierung ist auch bei den bevorzugten ersten, zweiten und dritten Ausführungsbeispielen gegeben. In Fig. 12, the coupling (left) and the decoupling (right) of the connecting structure 71 is shown. It can be seen that the two construction elements 70, 70 'are simply joined together. As a result, the spring-mounted contacts 17 of the coupling plug 15 on the respective contacts 83, 85 come to rest. Here, there is a central plug connection via the coupling plug 15 and the coupling recess 81, which, however, are less susceptible than, for example, a plug connection. As a result, the construction elements 70, 70 'can be joined together in any orientation. By the action of the magnets 75, 79, they are always in the correct alignment überfuhrt and there is also a centering by the conical design of the connector of coupling plug 15 and coupling recess 81. This centering is also given in the preferred first, second and third embodiments.
Diese Verbindungskonstruktion 51 ist ersichtlich gegenüber einem Verdrehen der beiden Konstruktionselemente 50, 50' gegeneinander gesichert und gegenüber einem Ausziehen entgegen der Kupplungsrichtung, also senkrecht zu den Flächen 73, 77, mittels der mag- netischen Wirkung der Magnete, wobei hier besonders starke Magnete verwendet werden können, um diese Lastverträglichkeit zu erhöhen. Bei starken Magneten 75, 79 erfolgt das Entkoppeln über eine 45°-Drehung, wie in Fig. 8 rechts gezeigt. Andernfalls könnte auch einfach ein Abknicken oder Abscheren benutzt werden, um die Verbindungskonstruktion 71 zu lösen. This connection construction 51 is visible against a rotation of the two construction elements 50, 50 'secured against each other and against a pulling against the coupling direction, that is perpendicular to the surfaces 73, 77, by means of Mag- netic effect of the magnets, in which case particularly strong magnets can be used to increase this load compatibility. For strong magnets 75, 79, the decoupling via a 45 ° rotation, as shown in Fig. 8 right. Otherwise, simply kinking or shearing could be used to release the connecting structure 71.
In den Fig. 13 bis 16b ist rein schematisch eine fünfte bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Konstruktionselemente 100, 100' und der damit verwirklichten Verbindungskonstruktion 101 dargestellt. A fifth preferred embodiment of the construction elements 100, 100 'according to the invention and the connecting structure 101 implemented therewith is shown purely schematically in FIGS. 13 to 16 b.
Es ist zu erkennen, dass dieses Konstruktionselement 100, 100' ebenfalls eine Vaterfläche 103 und fünf Mutterflächen 105 aufweist, wobei die Vaterfläche 103 neun in einem quadratischen Raster angeordnete Stifte 107 mit kreuzförmigem Querschnitt entsprechend den Stiften 40 aus dem zweiten Ausführungsbeispiel aufweist und die Mutterfläche 105 neun korrespondierend Vertiefungen 109 mit kreuzförmigem Querschnitt, wobei wiederum eine Presspassung vorliegt. Jeder der Stifte 107 und der Vertiefungen 109 ist elektrisch zumindest bereichsweise leitend ausgebildet, so dass darüber zugleich Kontakte für eine Energieversorgung bzw. Signalweiterleitung ausgebildet werden. Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass die äußeren diagonal gegenüberliegenden Stifte 1 1 1 als„-"-Pol ausgebildet sind und dazu senkrecht die die äußeren diagonal gegenüberliegenden Stifte 1 13 als„+"-Pol der Energieversorgung ausgebildet sind. Dann lässt sich durch ein Verdrehen der Konstruktionselemente 100, 100' um 90° zueinander eine Umpolung erzielen, wie in Fig. 16a und 16b gezeigt ist, wodurch dich die Wirkung von Aktoren einfach verändern lässt, ohne eine Umprogrammierung vornehmen zu müssen. It can be seen that this construction element 100, 100 'also has a father surface 103 and five nut surfaces 105, wherein the father surface 103 has nine arranged in a square grid pins 107 with cross-shaped cross section corresponding to the pins 40 of the second embodiment and the mother surface 105th nine corresponding recesses 109 with cross-shaped cross-section, which in turn is an interference fit. Each of the pins 107 and the recesses 109 is electrically conductive, at least in some areas, so that contacts for an energy supply or signal forwarding are formed at the same time. Preferably, it is provided that the outer diagonally opposite pins 1 1 1 as "-" - Pol are formed and perpendicular to the outer diagonally opposite pins 1 13 as "+" - pole of the power supply are formed. Then, by rotating the construction elements 100, 100 'by 90 ° to each other can achieve a polarity reversal, as shown in Fig. 16a and 16b, which allows you to change the effect of actuators easily without having to make a reprogramming.
In den Fig. 17 und 18 ist rein schematisch eine sechste bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Konstruktionselemente 1 10, 1 10' und der damit verwirklichten Verbindungskonstruktion 123 dargestellt. 17 and 18, a sixth preferred embodiment of the construction elements 1 10, 1 10 'according to the invention and the connecting structure 123 realized thereby is shown purely schematically.
Es ist zu erkennen, dass dieses Konstruktionselement 1 10, 1 10' ebenfalls eine Vaterfläche 1 1 1 und fünf Mutterflächen 113 aufweist, wobei die Vaterfläche 11 1 vier quadratisch angeordnete T-förmige rotationssymmetrische Stifte 1 15 aufweist und die Mutterfläche 1 13 vier dazu korrespondierende rautenförmig angeordnete T-förmige Nuten 1 17, 1 17', wodurch sich eine Schwalbenschwanzführung ergibt, wobei eine Fügepassung vorliegt. Der Kontakt wird über den Kupplungsstecker bereitgestellt, der mit seinen Steckerkontakten 17 mit dem im Kreuzungspunkt von zwei dazu korrespondierend ausgebildeten Nuten 1 18, 1 18' angeordneten Schleifkontakt 1 19 zusammenwirkt. Dieser Schleifkontakt 1 19 ist im Wesentlichen identisch zu der Kupplungsvertiefung 29 aufgebaut, wobei die Vertiefung hier durch die Nute 1 18, 1 18' gebildet wird. It can be seen that this construction element 1 10, 1 10 'also has a father surface 1 1 1 and five nut surfaces 113, wherein the parent surface 11 1 has four square T-shaped rotationally symmetrical pins 1 15 and the mother surface 1 13 four corresponding thereto diamond-shaped T-shaped grooves 1 17, 1 17 ', which results in a dovetail guide, wherein there is a mating fit. The contact is provided via the coupling plug, which with its plug contacts 17 cooperates with the arranged at the intersection of two correspondingly formed grooves 1 18, 1 18 'sliding contact 1 19. This sliding contact 1 19 is constructed substantially identical to the coupling recess 29, wherein the recess is formed here by the groove 1 18, 1 18 '.
Beim Verbinden der Konstruktionselemente 1 10, 1 10' zur Verbindungskonstruktion 123 werden die Stifte 1 15 in die jeweiligen Nute 1 17, 1 17' entlang der Verbindungsrichtung H eingeführt. Zum Rasten der Verbindung sind an den Kreuzungspunkten 120 zweier Nute 1 17, 1 17' Verjüngungen 121 vorgesehen, so dass die Kreuzungspunkte 120 von Presspassungen umgeben sind, an dem Kreuzungspunkt 120 selbst jedoch eine Fügepassung vorliegt. Die Verbindungskonstruktion ist somit gegenüber einer Trennung senkrecht zu Vater- 1 1 1 und Mutterfläche 1 13 gesichert und auch eine Lösung in Richtung H ist im Rahmen der Presspassung durch die Verjüngungen 121 unterbunden. Die Änderung der Orientierung der Konstruktionselemente 1 10, 1 10' zueinander erfolgt einfach durch Umstecken. When connecting the construction elements 1 10, 1 10 'to the connection structure 123, the pins 1 15 are inserted into the respective groove 1 17, 1 17' along the direction of connection H. To snap the connection, tapers 121 are provided at the points of intersection 120 of two grooves 1 17, 17 ', so that the points of intersection 120 are surrounded by interference fits, but at the point of intersection 120 itself there is a fitting fit. The connecting structure is thus secured against a separation perpendicular to father 1 1 1 and mother surface 1 13 and also a solution in the direction H is prevented by the tapered portions 121 in the press fit. The change in the orientation of the construction elements 1 10, 1 10 'to each other is done simply by repositioning.
Neben den Steckerkontakten 17 könnten zumindest einige der Stifte 1 15 ist elektrisch zumindest bereichsweise leitend ausgebildet, so dass darüber zugleich Kontakte für eine Energieversorgung bzw. Signalweiterleitung ausgebildet werden, wobei dann in den Kreuzungspunkten 120 entsprechende Gegenkontakte bereitzustellen wären. In addition to the plug contacts 17, at least some of the pins 1 15 may be electrically conductive at least in regions, so that at the same time contacts for a power supply or signal forwarding are formed, in which case corresponding mating contacts would be provided in the intersection points 120.
In den Fig. 19 und 20 ist rein schematisch eine siebente bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Konstruktionselemente 130, 130' und der damit verwirklichten Verbindungskonstruktion 121 dargestellt. FIGS. 19 and 20 show purely diagrammatically a seventh preferred embodiment of the construction elements 130, 130 'according to the invention and the connecting structure 121 realized thereby.
Es ist zu erkennen, dass dieses Konstruktionselement 130, 130' ebenfalls eine Vaterfläche 133 und fünf Mutterflächen 135 aufweist, wobei die Vaterfläche 133 neun in einem quadratischen Raster angeordnete T-förmige, rotationssymmetrische Stifte 1 15 entsprechend dem sechsten Ausführungsbeispiel aufweist und die Mutterfläche 135 neun korrespondierend T-förmige Nute 1 17a, 1 17a' entsprechend dem sechsten Ausführungsbeispiel, wodurch sich wiederum eine Schwalbenschwanzführung ergibt, wobei eine Fügepassung vorliegt. Zum Rasten der Verbindung sind ebenfalls an den Kreuzungspunkte 120a zweier Nute 1 17a, 1 17a' Verjüngungen 121 vorgesehen, so dass die Kreuzungspunkte 120a von Presspassungen umgeben sind, an dem Kreuzungspunkt 120a selbst jedoch eine Fügepassung vorliegt. Die elektrischen Kontakte (nicht gezeigt) sind hier in den Kreuzungspunkten 120a ausgebildet und jeder der Stifte 1 15 ist elektrisch zumindest bereichsweise leitend ausgebildet, so dass darüber zugleich Kontakte für eine Energieversorgung bzw. Signalweiterleitung ausgebildet werden. Damit ergeben sind dieselben Möglichkeiten einer Umpolung wie im fünften bevorzugten Ausführungsbeispiel. It can be seen that this construction element 130, 130 'also has a father surface 133 and five nut surfaces 135, wherein the father surface 133 has nine arranged in a square grid T-shaped, rotationally symmetrical pins 1 15 according to the sixth embodiment and the mother surface 135 nine corresponding T-shaped groove 1 17a, 1 17a 'according to the sixth embodiment, which in turn results in a dovetail guide, wherein there is a mating fit. To snap the connection, tapers 121 are likewise provided at the points of intersection 120a of two grooves 17a, 17a ', so that the points of intersection 120a are surrounded by interference fits, but at the point of intersection 120a itself there is a fitting fit. The electrical contacts (not shown) are formed here in the crossing points 120a and each of the pins 1 15 is electrically at least partially conductive, so that at the same time contacts for a power supply or signal forwarding are formed. This results in the same possibilities of polarity reversal as in the fifth preferred embodiment.
Beim Verbinden der Konstruktionselemente 130, 130' zur Verbindungskonstruktion 131 werden die Stifte 1 15 in die jeweiligen Nute 1 17a, 1 17a' entlang der Verbindungsrichtung I eingeführt. Die Verbindungskonstruktion 131 ist somit gegenüber einer Trennung senkrecht zu Vater- 133 und Mutterfläche 135 gesichert und auch eine Lösung in Richtung I ist im Rahmen der Presspassung durch die Verjüngungen 121 unterbunden. Die Änderung der Orientierung der Konstruktionselemente 130, 130' zueinander erfolgt wiederum einfach durch Umstecken. When connecting the structural members 130, 130 'to the connecting structure 131, the pins 15 are inserted into the respective grooves 17a, 17a' along the connecting direction I. The connecting structure 131 is thus secured against a separation perpendicular to the father 133 and mother surface 135 and also a solution in direction I is prevented in the context of press fit by the tapers 121. The change of the orientation of the construction elements 130, 130 'to each other again takes place simply by repositioning.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verbindungskonstruktion (3; 51; 60; 71; 101; 123; 131) mit Verbindungsmitteln (9, 23; 35, 40; 15, 81, 75, 79; 107, 109; 115, 117, 117'; 115, 117a, 117a') zwischen Konstruktionselementen (1, 1'; 50, 50'; 61, 61', 61"; 70, 70'; 100, 100'; 110, 110'; 130, 130'), insbesondere Bausteinen und Modulen automatisierter Systeme, wobei die Verbindungskonstruktion (3; 51; 60; 71; 101; 123; 131) eine energetische und/oder Informationsverbindung (15, 17, 29, 29a, 29b, 29c; 15, 17, 81, 83, 85; 107, 109; 15, 17, 119; 115; 120a) zwischen zwei mit den Verbindungsmitteln verbundene Konstruktionselemente (1, ; 50, 50'; 61, 61', 61"; 70, 70'; 100, 100'; 110, 110'; 130, 130') bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, dass i) die Verbindungskonstruktion (3; 51; 60; 101; 123; 131) eine kraft- und/oder formschlüssige Steckverbindung zwischen zwei damit verbundenen Konstruktionselementen (1, 1'; 50, 50'; 61, 61', 61"; 100, 100'; 110, 110'; 130, 130') bereitstellt und/oder dass ii) die Verbindungskonstruktion (71) eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung zwischen zwei damit verbundenen Konstruktionselementen (70, 70') bereitstellt und weiterhin erste magnetische Verbindungselemente (75, 79) vorgesehen sind. 1. Connecting construction (3; 51; 60; 71; 101; 123; 131) having connection means (9, 23; 35, 40; 15, 81, 75, 79; 107, 109; 115, 117, 117 '; 117a, 117a ') between construction elements (1, 1', 50, 50 ', 61, 61', 61 ", 70, 70 ', 100, 100', 110, 110 ', 130, 130'), in particular building blocks and Modules of automated systems, wherein the connecting structure (3; 51; 60; 71; 101; 123; 131) has an energetic and / or information connection (15,17,29,29a, 29b, 29c; 15,17,81,83,85 107, 109, 15, 17, 119, 115, 120a) between two structural elements (1, 50, 50 ', 61, 61', 61 ", 70, 70 ', 100, 100', 110 ') connected to the connecting means , 110 ', 130, 130'), characterized in that i) the connecting structure (3; 51; 60; 101; 123; 131) has a non-positive and / or positive-locking plug-in connection between two structural elements (1, 1 ' , 50, 50 ', 61, 61', 61 ", 100, 100 ', 110, 110', 130, 130 ') and / or that ii) the connecting construction (7 1) provides a non-positive and / or positive connection between two associated construction elements (70, 70 ') and furthermore first magnetic connection elements (75, 79) are provided.
2. Verbindungskonstruktion (3; 51; 60; 71; 101; 123; 131) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungskonstruktion (3; 51; 60; 71; 101; 123; 131) einbindig ausgebildet ist und/oder dass die Verbindungskonstruktion (3; 51; 60; 71; 101; 123; 131) die Konstruktionselemente (1, Γ; 50, 50'; 61, 61', 61"; 70, 70'; 100, 100'; 110, 110'; 130, 130') in ihrer Orientierung zueinander festlegt. 2. connecting structure (3; 51; 60; 71; 101; 123; 131) according to claim 1, characterized in that the connecting structure (3; 51; 60; 71; 101; 123; 131) is monotonously formed and / or the connecting structure (3; 51; 60; 71; 101; 123; 131) comprises the structural elements (1, Γ; 50, 50 '; 61, 61', 61 "; 70, 70 '; 100, 100'; 110, 110) ', 130, 130') in their orientation to each other.
3. Verbindungskonstruktion (3; 51; 60; 71; 101; 123; 131) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungskonstruktion (3; 51; 60; 71; 101; 123; 131) so ausgebildet ist, dass eine Verbindung zwischen den Konstruktionselementen (1, 1'; 50, 50'; 61, 6Γ, 61"; 70, 70'; 100, 100'; 110, 110'; 130, 130') für mindestens zwei verschiedene Orientierungen der Konstruktionselemente (1, 1'; 50, 50'; 61, 6 , 61"; 70, 70'; 100, 100'; 110, 110'; 130, 130') zueinander ermöglicht ist. 3. Connecting structure (3; 51; 60; 71; 101; 123; 131) according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting structure (3; 51; 60; 71; 101; 123; 131) is designed so that a connection between the construction elements (1, 1 '; 50, 50'; 61, 6Γ, 61 "; 70, 70 '; 100, 100'; 110, 110 '; 130, 130') for at least two different orientations of the construction elements (1, 1 ', 50, 50', 61, 6, 61 ", 70, 70 ', 100, 100', 110, 110 ', 130, 130') to each other.
4. Verbindungskonstruktion (3; 51; 60; 71; 101; 123; 131) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraft- und/oder Formschluss die Trennung der Verbindung der miteinander über die Verbindungskonstruktionen verbundenen Konstruktionselemente in einer ersten Richtung sperrt, während der Kraft- und/oder Form- schluss in einer dazu geneigt, bevorzugt senkrecht ausgebildeten zweiten Richtung lösbar ausgebildet ist, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass zumindest eine lösbare Sperre (39; 43) vorgesehen ist, die in der zweiten Richtung den Kraft und/oder Formschluss fixiert, wobei die Sperre insbesondere zumindest als ein Mittel ausgebildet ist, das aus der Gruppe der folgenden Mittel ausgewählt ist: i) ein in das erste und zweite Konstruktionselement diese verbindend einsteckbares Element (39, 43), ii) zweite magnetische Verbindungselemente und iii) Rastmittel, die bevorzugt unter Vorspannung stehen und durch Betätigung eines Löseelements entrastbar sind. 4. Connection structure (3; 51; 60; 71; 101; 123; 131) according to one of the preceding claims, characterized in that the force and / or form-fitting separation of the connection of the construction elements connected via the connecting structures in a first direction locks while the force and / or molding In a preferred embodiment, it is preferably provided that at least one releasable barrier (39, 43) is provided, which fixes the force and / or positive connection in the second direction, the barrier in particular at least as a means selected from the group of the following means: i) a first and second structural element connecting said insertable element (39, 43), ii) second magnetic connecting elements and iii) latching means, preferably under bias stand and can be unlocked by pressing a release element.
5. Verbindungskonstruktion (3; 51 ; 60; 71 ; 101; 123; 131) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraft- und/oder Formschluss über zumindest zwei miteinander korrespondierende Verbindungselemente (9, 23; 35, 40; 15, 81, 75, 79; 107, 109; 1 15, 1 17, 1 17'; 1 15, 1 17a, 1 17a') bereitgestellt ist, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass ein erstes Verbindungselement an einem ersten Konstruktionselement und ein damit korrespondierendes Verbindungselement an einem zweiten Konstruktionselement angeordnet ist und/oder bevorzugt vorgesehen ist, dass jedes Konstruktionselement (1 , Γ; 50, 50'; 61, 6Γ, 61 "; 70, 70'; 100, 100'; 1 10, 110'; 130, 130') zumindest ein erstes Verbindungselement und zumindest ein zweites Verbindungselement aufweist. 5. connecting structure (3; 51; 60; 71; 101; 123; 131) according to one of the preceding claims, characterized in that the force and / or positive connection via at least two mutually corresponding connecting elements (9, 23, 35, 40; 15, 81, 75, 79, 107, 109, 1 15, 1 17, 1 17 ', 1 15, 1 17 a, 1 17 a'), wherein it is preferably provided that a first connecting element is attached to a first construction element and a in order that a corresponding connection element is arranged on a second construction element and / or is preferably provided that each construction element (1, Γ; 50, 50 '; 61, 6Γ, 61 ", 70, 70', 100, 100 ', 110, 110) ', 130, 130') comprises at least a first connecting element and at least one second connecting element.
6. Verbindungskonstruktion (3; 51 ; 60; 71; 101 ; 123; 131) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verbindungselement als in das zweite Verbindungselement einsteckbar ausgebildet ist, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass das erste Verbindungselement eine n-zählige Drehachse aufweist mit n>0, insbesondere n=4. 6. connecting structure (3; 51; 60; 71; 101; 123; 131) according to claim 5, characterized in that the first connecting element is designed as inserted into the second connecting element, wherein it is preferably provided that the first connecting element an n- has countless axis of rotation with n> 0, in particular n = 4.
7. Verbindungskonstruktion (3; 60; 71 ; 123; 131) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verbindungselement drehbar, insbesondere um 360° drehbar in dem zweiten Verbindungselement ausgebildet ist, und/oder dass eines der ersten und zweiten Verbindungselemente zumindest eine Hinterschneidung aufweist und das korrespondierende andere der zweiten und ersten Verbindungselemente zumindest einen zu der Hinterschneidung korrespondierenden Vorsprung aufweist. 7. Connecting construction (3; 60; 71; 123; 131) according to one of the preceding claims, characterized in that the first connecting element is rotatable, in particular rotatable about 360 ° in the second connecting element, and / or that one of the first and second Connecting elements has at least one undercut and the corresponding other of the second and first connecting elements has at least one projection corresponding to the undercut.
8. Verbindungskonstruktion (71 ; 101 ; 131) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein erstes (15; 107; 1 15) und ein zweites Verbindungselement (81 ; 109; 120a) der Verbindungskonstruktion (71; 101; 131) elektrischen Strom leitend ausgebildet ist. A connecting structure (71, 101, 131) according to any one of claims 6 or 7, characterized in that at least a first (15; 107; 1 15) and a second connecting element (81; 109; 120a) of the connecting structure (71; 101 131) electrical current is formed conductive.
9. Verbindungskonstruktion (3; 51 ; 60; 71; 101 ; 123; 130) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Schleifkontakt (29a, 29b, 29c), bevorzugt 3 oder 4 Schleifkontakte vorgesehen sind und/oder dass die energetische und/oder Informationsverbindung so ausgebildet ist, dass für zumindest eine erste Orientierung der Konstruktionselemente (70, 70'; 100, 100'; 130, 130') zueinander eine erste Polung besteht und für zumindest eine zweite Orientierung eine zweite Polung besteht. 9. connecting structure (3; 51; 60; 71; 101; 123; 130) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one sliding contact (29a, 29b, 29c), preferably 3 or 4 sliding contacts are provided and / or the energetic and / or information connection is designed such that for at least a first orientation of the construction elements (70, 70 '; 100, 100', 130, 130 ') there is a first polarity relative to one another and a second polarity exists for at least one second orientation.
10. Konstruktionselement (1, 1 '; 50, 50'; 61 , 61 ', 61 "; 70, 70'; 100, 100'; 1 10, 1 10'; 130, 130'), insbesondere Baustein und Modul automatisierter Systeme, dadurch gekennzeichnet, dass dieses die Verbindungskonstruktion (3; 51 ; 60; 71 ; 101 ; 123; 131) nach einem der vorherigen Ansprüche aufweist, wobei das Konstruktionselement (1, Γ; 50, 50'; 61, 61 ', 61 "; 70, 70'; 100, 100'; 1 10, 1 10'; 130, 130') bevorzugt zumindest eine Seitenfläche aufweist, die rechteckig, quadratisch, dreieckig oder rund ausgebildet ist. 10. Construction element (1, 1 ', 50, 50', 61, 61 ', 61 ", 70, 70', 100, 100 ', 110, 110', 130, 130 '), in particular module and module automated Characterized in that it comprises the connecting structure (3; 51; 60; 71; 101; 123; 131) according to one of the preceding claims, wherein the structural element (1, Γ; 50, 50 '; 61, 61', 61 ", 70, 70 ', 100, 100', 110, 110 ', 130, 130') preferably has at least one side surface which is rectangular, square, triangular or round.
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