EP3668622B1 - Konstruktionssystem - Google Patents
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- EP3668622B1 EP3668622B1 EP19702547.1A EP19702547A EP3668622B1 EP 3668622 B1 EP3668622 B1 EP 3668622B1 EP 19702547 A EP19702547 A EP 19702547A EP 3668622 B1 EP3668622 B1 EP 3668622B1
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- A—HUMAN NECESSITIES
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- A63H33/088—Building blocks, strips, or similar building parts to be assembled without the use of additional elements provided with complementary holes, grooves, or protuberances, e.g. dovetails with holes
Definitions
- the present invention relates to a construction system according to the preamble of claim 1.
- Construction systems are manufactured and used in a variety of ways today. Numerous construction systems are known with which furniture or furnishings, for example in the form of room dividers, can be produced. By executing the construction systems with numerous construction elements, these objects can be largely scaled as required.
- each rectangular construction element has two diagonally opposite male ends and two diagonally opposite nut ends.
- the male ends are designed as pins that have a thickening.
- the nut ends in turn have a corresponding constriction, which has a smaller inner diameter than the thickenings. This allows the male ends to be clipped into the mother ends. Therefore, the connected construction elements can be twisted against each other and a certain bending stress is withstood by them, but the coupling will loosen with larger acting energies, such as when playing a formed ball against a wall.
- the durability of couplings while maintaining elasticity can be improved if the elements are flat and the coupling takes place by interlocking mother and father ends, as shown by the European design 001625575.
- the construction element is formed from an elastic plastic, the connectors to be plugged into one another being curved, each with two slots.
- the nut end has the slots on the inside and the male end has the slots on the outside and the width of the slots corresponds to the width of the thickness of the construction element.
- the disadvantage here is that the thickness of the construction elements is limited and the construction elements tire at the positions of the slots, since bending stresses act there.
- the object of the present invention to provide an improved construction system with interleaved insertion of the connectors.
- unlimited configurations of structures that can be generated should be possible.
- the structures produced should preferably be playable largely without fatigue, without the coupling between individual construction elements being able to unintentionally loosen.
- the structures produced should preferably also have sufficient elasticity and be able to be used as a ball, for example. It is also desirable that the construction elements can be produced simply and inexpensively.
- each rectangular construction element has two diagonally opposite male ends and two diagonally opposite nut ends.
- the male ends are designed as pins that have a thickening.
- the nut ends in turn have a corresponding constriction, which has a smaller inner diameter than the thickenings. This allows the male ends to be clipped into the mother ends. Therefore, the connected construction elements can be twisted against each other and a certain bending stress is withstood by them, but the coupling will loosen with larger acting energies, such as when playing a formed ball against a wall.
- the U.S. 2,775,093 A describes an embodiment in which there is a modular belt, the individual belt links being formed from flexible rings and knobs which are connected to one another by connecting struts.
- the knobs have a concave groove over which the rings can be slipped to form the band. It is possible to turn the rings in relation to the inserted knobs.
- the durability of couplings while maintaining elasticity can be improved if the elements are flat and the coupling takes place by interlocking mother and father ends, as shown by the European design 001625575.
- the construction element is formed from an elastic plastic, the connectors to be plugged into one another being curved, each with two slots.
- the nut end has the slots on the inside and the male end has the slots on the outside and the width of the slots corresponds to the width of the thickness of the construction element.
- the disadvantage here is that the thickness of the construction elements is limited and the construction elements tire at the positions of the slots, since bending stresses act there.
- the object of the present invention to provide an improved construction system with interleaved insertion of the connectors.
- unlimited configurations of structures that can be generated should be possible.
- the structures produced should preferably be playable largely without fatigue, without the coupling between individual construction elements being able to unintentionally loosen.
- the structures produced should preferably also have sufficient elasticity and be able to be used as a ball, for example. It is also desirable that the construction elements can be produced simply and inexpensively.
- interlocked plug-in means that the first connector has an opening into which the second connector is inserted, the coupling of the two connections only resulting from the fact that the second connector is opposite the first connector after it has been inserted into the first connector is pivoted.
- the male end is plugged into the nut end and the corresponding slots are only plugged into one another by pivoting about the longitudinal extension of the male end, whereby the coupling takes place.
- the construction elements cannot be aligned in parallel without the connectors building up restoring forces that introduce bending stresses into the construction system, which leads to fatigue.
- they show DE 696 30 711 T2 and DE 10 2009 003 602 A2 pure clip connections, where pivoting is not possible ( DE 10 2009 003 602 A2 ) or pivoting does not result in a coupling, but only a rotation of the connectors against each other ( DE 696 30 711 T2 ).
- the GB 797 877 A there is a pure clip connection, whereby the coupling takes place by plugging in. A possible pivoting, however, does not cause the coupling.
- pivoting takes place along the longitudinal extension of the male end.
- This involves relative pivoting ie both the inclination of the longitudinal extension of the first connector to the longitudinal extension of the second connector and the inclination of the longitudinal extension of the second connector to the longitudinal extension of the first connector can be changed, as well as the inclination the longitudinal extension of the first connector and the longitudinal extension of the second connector can be changed.
- the second connector can be plugged into the first connector in such a way that a plane in which the first longitudinal extension is located and a plane in which the second longitudinal extension is located are parallel to one another. These two levels are preferably identical levels. If by that In the connected state called the connector, the connectors are at least in parallel planes with their longitudinal extensions, bending stress can be avoided during the example, whereby a fatigue of the construction elements is avoided and the construction system remains playable for longer.
- the opening has an opening which extends along the longitudinal extent of the first connector. Then coupled construction elements are very flat and can be arranged in one plane.
- the opening has an opening which has a shape from the group consisting of polygon, circle, rectangle and square. These shapes can be made particularly fatigue-free.
- the edges of the perforations can advantageously be chamfered.
- At least one construction element is designed to be flexible and / or elastic.
- special structures can be created that may also have elasticity so that, for example, spherical structures such as balls can be played on.
- the second connector can be rotatably arranged transversely to the first longitudinal extension in the first connector. Then a large number of different geometrically structured figures can be designed. In this case, the longitudinal extensions of the two connectors in the connected state of the connectors necessarily lie in an identical plane.
- the second connector can be arranged in the first connector in a form-fitting and / or force-fitting manner.
- the structures produced are then designed to be particularly durable.
- first construction element and / or the second construction element have a body part with a third longitudinal extension on which the first or the second connector is arranged, the third longitudinal extension preferably not in a plane with the first or the second connector .
- the second Longitudinal extension lies.
- first and / or the second structural element have at least one first and one second connector, preferably at least two first and two second connectors. Structures of any size can then be created.
- first and / or the second construction element have a plurality of first and / or second connectors, the first and second longitudinal extensions of which lie in one plane. Construction elements built in this way then lie in one plane of a structure that has been created.
- first construction element and the second construction element are of identical design. Then the construction system is particularly simple.
- the first connector is at least partially circular. Then the structures produced are particularly pleasing, with a high level of durability combined with the least possible use of materials.
- the corresponding mating connector in this connector can be rotated around the axis of rotation of the circular ring, so that any geometric structures can be created.
- the second connector has a connector element which is preferably at least partially circular, the connector element in particular being at least partially rounded on at least one side. This also ensures that the structures produced are particularly durable.
- this connector can be rotated in its mating connector around the axis of rotation of the circular blank, so that any geometric structures can be created.
- “circular blank” means cylindrical with a height that is smaller in relation to the diameter.
- the second connector has a first stop which is designed to be pluggable through the first connector and prevents the second connector from being removed from the first connector perpendicular to the longitudinal extension of the second connector when the first and second connector are connected, wherein the first stop is preferably designed as an at least regional projection opposite the connector element, which protrudes in particular along the longitudinal extension of the second connector with respect to a connector element of the second connector. This prevents the connector from being decoupled independently even if the construction elements are under tension, for example in the case of curved spatial structures.
- the second connector has a first stop which can act as a fulcrum and / or hinge of the pivoting when the first connector and the second connector are coupled. This makes the coupling particularly easy.
- the second connector has a second stop which prevents the second connector from slipping through the first connector during insertion, the second stop preferably being designed as a shoulder on the body part and / or on the connector element which in particular has a larger cross section than the opening of the first connector.
- the second connector has a second stop which can act as a fulcrum and / or hinge of the pivoting when coupling and / or uncoupling the first connector and the second connector.
- the coupling or the decoupling is possible in a particularly simple manner.
- first connector and the second connector are adapted, connected to one another by an insertion / tilting movement and a tilting pull-out movement to be released from each other.
- the desired structures are then particularly easy to produce and dismantle again.
- the tilting movement is preferably carried out transversely to the longitudinal extension of the connector to be tilted.
- the construction system 10 has identically designed construction elements 12, each of which has a central body part 14 and connectors 16, 18 arranged thereon, which are arranged in such a way that they correspond to the construction element 12 in plan view (cf. Fig. 3 and 4th ) give roughly the shape of a rectangle. In this case, however, recesses 20, 22 are provided, as a result of which the construction element 12 appears slimmer in the plan view and also increases the freedom from play.
- the first connector 16 is designed in the form of a circular ring in some areas and has a circular opening 24 with a beveled edge 26.
- the second connector 18 has a connector element 28 which is round in areas with a chamfered upper edge 30.
- the bevel 30 is made stronger than the bevel 26, so that the coupling between the second connector 18 and the first connector 16 can take place particularly easily, as will be explained below.
- the second connector 18 has a first stop 32, which is designed as a regional projection and is located opposite the rear edge 33 of the connector element 28 (cf. Fig. 2 ).
- a second stop 34 which is designed as a shoulder on both sides of the body part 14. This stop 34 has a larger cross section than the cross section of the connector element 28.
- the stop 34 has a larger cross section than the inner diameter of the opening 24.
- the inside diameter of the recess 24 and the outside diameter of the connector element 28 are coordinated in such a way that a press fit and thus a form and force fit results when both connectors 16, 18 are coupled to one another.
- both the first connector 16 and the second connector 18 each have longitudinal extensions L1, L2 which lie in a common plane E (cf. Fig. 2 ). More precisely, the longitudinal extensions L1, L2 are each in their own planes, which, however, coincide in plane E.
- FIG. 5 A preferred embodiment of an object produced with the construction system 10, which is designed as a ball 100, is shown.
- the ball 100 has two different recesses 104, 106, the first type of recess 104 being approximately circular and formed by coupling three construction elements 12a, 12a ', 12a "along their recesses 20 along the respective longitudinal extension L3 of the body parts 14.
- the recesses 106 in turn are approximately star-shaped with five prongs. They are created by coupling five construction elements 12a, 12b, 12c, 12d, 12a ′′ along their cutouts 22 perpendicular to the respective longitudinal extension L3 of the body parts 14.
- the ball 100 can easily be plugged together and it also has a high resistance to detachment of the construction elements 12 from one another and flexibility when pressure is applied to the ball surface 103 quickly generated, but also excellently recorded.
- throwing the ball 100 against a solid wall does not lead to a detachment of the structural elements 12 from one another, but rather the kinetic energy of the ball 100 when it hits the wall leads to a bending of the elastic structural elements 12, which makes them kinetic Energy is stored and released again as part of a relaxation of the bent structural elements 12, as a result of which the ball 100 bounces off the wall.
- the second connector 18 is simply inserted into the first connector 16 upon assembly. More precisely, the connector element 28 of the second connector 18 is inserted first into the opening 24 of the first connector 16 with its first stop 32, which protrudes along the longitudinal extension L2 of the second connector 18 relative to the connector element 28.
- the longitudinal extensions L1 and L2 are tilted relative to one another, for example by 90 °.
- perpendicular insertion of the second connector 18 into the first connector 16 is not possible with parallel longitudinal extensions L1 and L2.
- the contact points of the second stops 34 on the top side 36 of the first connector 16 then act as a hinge and lever point and the second connector 18 can be tilted about this hinge relative to the first connector 16 until the first stop 32 is on the bottom 38 of the first connector 16 strikes.
- the tilting takes place transversely to the longitudinal extension L2 of the second connector 18. In other words, a pivoting takes place along the longitudinal extension L2 of the second connector 18.
- the rear edge 33 of the connector element 28 and, in the opposite direction, also the bevel 26 of the connector element 28 are pressed into the opening 24, as a result of which the first and second connectors 16, 18 form a press fit.
- the first stop 32 is brought into contact with the lower side 38 of the first connector 16 when tilted. This system of the first stop 32 then acts on the underside 38 as a corresponding joint and lever point.
- the separation of the connection of the first and second connectors 16, 18 is performed by tilting the second connector 18 in the opposite direction transversely to the longitudinal extension L2 of the second connector 18 with respect to the first connector 16 (in turn there is a pivoting along the longitudinal extension L2 of the second connector 18). .
- the joint formed by the contact of the second stops 34 on the upper side 36 of the first connector 16 again acts as a fulcrum, whereby the rear edge 33 of the connector element 28 and, in the opposite direction, the bevel 26 of the connector element 28 are pulled out of the opening 24 and thereby the Press fit is released and finally the second connector 18 can be removed from the first connector 16.
- the larger cross section of the second stop 34 of the second connector 18 in relation to the inner diameter of the opening 24 prevents the second connector 18 from slipping through the first connector 16.
- the clear protrusion of the first stop 32 with respect to the circular second connector 28 prevents a perpendicular removal of the second connector 28 from the first connector 18 with parallel longitudinal extensions L1 and L2.
- first connector 16 as a partial circular ring and the second connector 18 with a circular connector element 28
- two structural elements 12 connected to one another can be pivoted freely about the vertical axis formed by connecting the two connectors 16, 18 (cf. Fig. 6 ) until the structural elements collide along the recesses 20 or the recesses 22. This free mobility is further supported by the cutouts 20, 22 and the inclined connection 40 of the first connector 16 to the body part 14.
- two construction elements 12 can be connected to one another not only with a corresponding connector 16, 18 each, but also with two adjacent connectors 16, 18, a connection along the recess 20 as well as along the recess 22 being possible.
- shapes can also be generated in this way in which at least some construction elements 12 are parallel to one another.
- FIG. 6 and 7th only one coupling of the two structural elements 12, 12 ′ via the coupling of the second connector 18 to the first connector 16 is shown. At the same time, however, there could also be a coupling of the second connector 18 ′ to the first connector 16 ′, so that the two construction elements 12, 12 ′ would be connected along the recesses 22 of the body parts 14.
- two construction elements 12, 12 ' are connected by coupling the second connector 18 with the first connector 16 and the second connector 18' with the first connector 16 'along the recesses 20 of the body parts 14, 14', whereby an opening 202 results, which is just large enough to receive therein the body part 14 ′′ of a third structural element 12 ′′ in a non-positive manner, ie in a clamping manner.
- an opening 202 results, which is just large enough to receive therein the body part 14 ′′ of a third structural element 12 ′′ in a non-positive manner, ie in a clamping manner.
- two construction elements 12, 12 ' can be coupled to one another directly lying on top of one another (not shown), in which case all of the first connectors 16, 16' are coupled to the corresponding second connectors 18, 18 '.
- these structural elements 210, 212, 214 each have two first connectors 216, 218, 220 and two second connectors 222, 224, 226, which, however, are not arranged in a square, as in the case of structural element 12, but linearly on a rod-shaped body 228, 230, 232, the second connectors 222, 224, 226 in each case being on the outside and the first connectors 216, 218, 220 being arranged in between.
- These structural elements 210, 212, 214 also have such an elasticity that they can be folded (not shown) in order to couple a second connector 222, 224, 226 to a separate first connector 216, 218, 220.
- the construction elements 212, 214 also have openings 234, 236 into which other construction elements 12, 210, 212, 214 can be inserted. If these construction elements 12, 210, 212, 214 have been folded as described, then they can be hung into the openings 234, 236 in order to form movable branches of complex 3-dimensional constructions.
- the second connector 226 of the second structural element 214 could also be inserted through the opening 236 of the first structural element 214 and then coupled to the first connector 220 of the first structural element 214.
- Figures 11a, 11b show, in a perspective view and top view, a construction example 300 with numerous construction elements 212 in a right-angled arrangement to one another.
- Figures 12, 13 show construction examples 400, 500 with numerous construction elements 214 in non-perpendicular arrangements to one another in a perspective view and top view.
- Figures 14 to 17 the general principle of the coupling 600 according to the invention of a first connector 602 and a second connector 604 is shown.
- Figures a each show a perspective view and Figures b each show a side view.
- These connectors 602, 604 can be arranged as first and second connectors on each of the structural elements 10, 210, 212, 214 shown or else geometrically designed structural elements.
- first connector 602 is again formed in the shape of a circular ring with a circular opening 606.
- the opening 606 extends along the longitudinal extension L'1 of the first connector 602.
- the second connector 604 has a connector element 608 that is almost entirely spherical.
- a first stop 610 in the form of a regional projection and a second stop 612 in the form of a shoulder, on which a body part 614 is arranged, are located on the connector element 608. Further first connectors 602 and / or second connectors 604 (not shown) can be located on this body part, but do not have to be.
- the first stop 610 has a circular segment-shaped contour on its underside 616, which is dimensioned such that it can be inserted into the circular opening 606 of the first connector together with the spherical connector element 608 (cf. Fig. 15 ).
- the circular segment-shaped contour thus extends tangentially from the connector element 608.
- the second stop 612 projects along the longitudinal extension L'2 of the second connector 604 with respect to the connector element 608, on the other hand, so that the connector element 608 can only be inserted halfway into the opening 606 of the first connector 602 (cf. Fig. 15 ).
- the second connector 604 is pivoted relative to the first connector 602, the longitudinal extensions L'1, L'2 being tilted relative to one another by the in Fig. 15 90 ° alignment shown, via an inclined alignment (cf. Fig. 16 ) to a 180 ° orientation (cf. Fig. 17 ).
- the connector element 608 acts as a joint head about which the opening 606 rotates. This turning is done in the in Fig. 17
- the state shown of the parallel alignment of the longitudinal extensions L'1, L'2 of the first connector 602 and the second connector 604 is stopped in that, on the one hand, the rear side 618 of the first connector 602 comes to rest against the first stop 610 and, on the other hand, the front side 620 of the First connector 602 comes to rest against the second stop 612.
- the decoupling between the first connector 602 and the second connector 604 is simply carried out in reverse order, i.e. by tilting (cf. Fig. 16 ) up to 90 ° alignment (cf. Fig. 15 ) and a removal of the second connector 604 from the first connector 602 (cf. Fig. 14 ).
- the present invention specifies an improved construction system 10, 300, 400, 500, 600 with which unlimited configurations of structures that can be produced can be produced. If the construction system 10, 300, 400, 500, 600 is provided as a toy, then the construction elements 12, 210, 212, 214 can be played on without fatigue. In addition, the structures that can be produced have sufficient elasticity and can thus be used as a ball 100, for example. Finally, the construction elements 12, 210, 212, 214 can be produced simply and inexpensively. Next to toys is the construction system 10, 300, 400, 500, 600 but can also be used for any other applications, for example in robotics or other areas where there is a mechanical connection between individual construction elements 12, 210, 212, 214 and thus free scalability is provided.
Landscapes
- Joining Of Building Structures In Genera (AREA)
- Toys (AREA)
- Pivots And Pivotal Connections (AREA)
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Konstruktionssystem nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
- Konstruktionssysteme werden heutzutage in vielfältiger Art und Weise hergestellt und eingesetzt. So sind zahlreiche Konstruktionssysteme bekannt, mit denen Möbel bzw. Einrichtungsgegenstände, beispielsweise in Form von Raumteilern erzeugt werden können. Durch die Ausführung der Konstruktionssysteme mit zahlreichen Konstruktionselementen können diese Gegenstände im weitgehend beliebig skaliert werden.
- Vor allem sind Konstruktionssysteme aber aus dem Spielwarenbereich bekannt. Beispielsweise gibt es Steckbausteine, die allerdings nicht direkt flächig koppelbar sind. Außerdem sind die Geometrien eingeschränkt.
- Zur Verbesserung wurden schon Systeme vorgeschlagen, die nicht rechtwinklig aufgebaut sind. Beispielsweise beschreibt die
DE 696 30 711 T2 ein Konstruktionssystem mit einem Konstruktionselement, das einen Ballverbinder und einen zugehörigen Fassungsverbinder sowie ein zwischen diesen beiden angeordnetes Körperteil aufweist. Der Fassungsverbinder kann direkt an dem Ballverbinder oder an dem Körperteil angeordnet werden. Außerdem können auch zwei oder mehrere Fassungsverbinder miteinander gekoppelt werden. Dadurch lassen sich nicht nur flächige sondern komplexe räumliche Strukturen erzeugen. Allerdings sehen damit erzeugte Strukturen immer sehr nach Stabsystemen aus. - Aus der
DE 10 2009 003 602 A2 ist ein Konstruktionssystem bekannt, bei dem die Konstruk-tionselemente flächig ausgebildet sind mit drei Eckbereichen, die Kopplungselemente zur gleichartigen Konstruktionselementen aufweisen. Diese Konstruktionselemente sind elastisch ausgebildet. Dadurch lassen sich flächige und räumliche Strukturen erzeugen. Allerdings ist die Kopplung relativ anfällig, da sie sich beim Bespielen leicht lösen oder brechen kann. Außerdem ermüden die Kopplungen nach einer Vielzahl von Kopplungsvorgängen. - Es ist aus der
GB 797 877 A - Die Haltbarkeit von Kopplungen bei gleichzeitigem Erhalt der Elastizität kann dadurch verbessert werden, wenn die Elemente flächig ausgebildet sind und die Kopplung durch verschränktes Ineinanderstecken von Mutter- und Vaterenden erfolgt, wie es das europäische Design 001625575 zeigt. Das Konstruktionselement ist dabei aus einem elastischen Kunststoff gebildet, wobei die ineinanderzusteckenden Verbinder gebogen ausgebildet sind mit jeweils zwei Schlitzen. Dabei weist das Mutterende die Schlitze innen und das Vaterende die Schlitze außen auf und die Breite der Schlitze entspricht der Breite des Dicke des Konstruktionselements. Nachteilig daran ist, dass die Dicke der Konstruktionselemente beschränkt ist und die Konstruktionselemente an den Positionen der Schlitze ermüden, da dort Biegespannungen wirken.
- Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Konstruktionssystem mit verschränktem Ineinanderstecken der Verbinder anzugeben. Insbesondere sollen unbegrenzte Ausgestaltungen von erzeugbaren Strukturen möglich sein. Vorzugsweise sollen die erzeugten Strukturen weitgehend ermüdungsfrei bespielbar sein, ohne dass sich unabsichtlich die Kopplung zwischen einzelnen Konstruktionselementen lösen kann. Bevorzugt sollen die erzeugten Strukturen auch eine ausreichende Elastizität besitzen und beispielsweise als Ball verwendet werden können. Gewünscht ist es auch, dass die Konstruktionselemente einfach und auch kostengünstig herstellbar sind.
- Es ist aus der
GB 797 877 A - Die
US 2 775 093 A beschreibt eine Ausgestaltung, bei der ein modulares Band besteht, wobei die einzelnen Bandglieder aus flexiblen Ringen und Noppen gebildet sind, die durch Verbindungsstreben miteinander verbunden sind. Die Noppen weisen eine konkave Nut auf, über die die Ringe jeweils gestülpt werden können, um das Band zu bilden. Ein Verdrehen der Ringe gegenüber den eingesteckten Noppen ist möglich. - Die Haltbarkeit von Kopplungen bei gleichzeitigem Erhalt der Elastizität kann dadurch verbessert werden, wenn die Elemente flächig ausgebildet sind und die Kopplung durch verschränktes Ineinanderstecken von Mutter- und Vaterenden erfolgt, wie es das europäische Design 001625575 zeigt. Das Konstruktionselement ist dabei aus einem elastischen Kunststoff gebildet, wobei die ineinanderzusteckenden Verbinder gebogen ausgebildet sind mit jeweils zwei Schlitzen. Dabei weist das Mutterende die Schlitze innen und das Vaterende die Schlitze außen auf und die Breite der Schlitze entspricht der Breite des Dicke des Konstruktionselements. Nachteilig daran ist, dass die Dicke der Konstruktionselemente beschränkt ist und die Konstruktionselemente an den Positionen der Schlitze ermüden, da dort Biegespannungen wirken.
- Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Konstruktionssystem mit verschränktem Ineinanderstecken der Verbinder anzugeben. Insbesondere sollen unbegrenzte Ausgestaltungen von erzeugbaren Strukturen möglich sein. Vorzugsweise sollen die erzeugten Strukturen weitgehend ermüdungsfrei bespielbar sein, ohne dass sich unabsichtlich die Kopplung zwischen einzelnen Konstruktionselementen lösen kann. Bevorzugt sollen die erzeugten Strukturen auch eine ausreichende Elastizität besitzen und beispielsweise als Ball verwendet werden können. Gewünscht ist es auch, dass die Konstruktionselemente einfach und auch kostengünstig herstellbar sind.
- "Verschränkt einsteckbar" meint im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass der erste Verbinder eine Durchbrechung aufweist, in die der zweite Verbinder eingeführt wird, wobei sich die Kopplung der beiden Verbindung erst dadurch ergibt, dass der zweite Verbinder gegenüber dem ersten Verbinder nach dessen Einführung in den ersten Verbinder verschwenkt wird.
- Im Beispiel des europäischen Designs 001625575 erfolgt ein Einstecken des Vaterendes in das Mutterende und erst durch ein Verschwenken um die Längserstreckung des Vaterendes werden die korrespondierenden Schlitze ineinandergesteckt, wodurch die Kopplung erfolgt. Dabei können die Konstruktionselemente nicht parallel ausgerichtet werden, ohne dass die Verbinder Rückstellkräfte aufbauen, die Biegespannungen in das Konstruktionssystem eintragen, was zur Ermüdung führt. Dagegen zeigen die
DE 696 30 711 T2 undDE 10 2009 003 602 A2 reine Clip-Verbindungen, bei denen kein Verschwenken möglich ist (DE 10 2009 003 602 A2 ) bzw. ein Verschwenken keine Kopplung bewirkt, sondern nur ein Drehen der Verbinder gegeneinander (DE 696 30 711 T2 ). Auch bei der derGB 797 877 A - Gemäß der vorliegenden Erfindung ist dagegen vorgesehen, dass ein Verschwenken entlang der Längserstreckung des Vaterendes erfolgt. Es erfolgt somit eine Änderung der Neigung der Längserstreckungen von erstem Verbinder und zweitem Verbinder zueinander. Dabei handelt es sich um ein relatives Verschwenken, d.h. es kann sowohl die Neigung der Längserstreckung des ersten Verbinders zur Längserstreckung des zweiten Verbinders geändert werden, als auch die Neigung der Längserstreckung des zweiten Verbinders zur Längserstreckung des ersten Verbinders geändert werden, als auch die Neigung sowohl der Längserstreckung des ersten Verbinders als auch der Längserstreckung des zweiten Verbi n-der geändert werden.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der zweite Verbinder in den ersten Verbinder so einsteckbar ist, dass sich eine Ebene, in der sich die erste Längserstreckung befindet, und eine Ebene, in der sich die zweite Längserstreckung befindet, parallel zueinander liegen. Bevorzugt sind diese beiden Ebenen identische Ebenen. Wenn dadurch im verbundenen Zustand der Verbinder genannt, die Verbinder mit ihren Längserstreckungen zumindest in parallelen Ebenen liegen, können Biegespannung beim Bespielen vermieden werden, wodurch eine Ermüdung der Konstruktionselemente vermieden wird und das Konstruktionssystem länger bespielbar bleibt.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Durchbrechung eine Öffnung aufweist, die sich entlang der Längserstreckung des ersten Verbinders erstreckt. Dann sind gekoppelte Konstruktionselemente sehr flach und in einer Ebene anordenbar.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Durchbrechung eine Öffnung aufweist, die eine Form aus der Gruppe Vieleck, Kreis, Rechteck und Quadrat aufweist. Diese Formen sind besonders ermüdungsfrei ausbildbar. Vorteilhaft können die Kanten der Durchbrechungen dazu noch gefast ausgebildet werden.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass zumindest ein Konstruktionsele-ment biegbar und/oder elastisch ausgebildet ist. Dadurch lassen sich besondere Strukturen erzeugen, die ggf. auch eine Elastizität besitzen, so dass beispielsweise kugelförmige Strukturen wie Bälle bespielt werden können.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der der zweite Verbinder quer zur ersten Längserstreckung in dem ersten Verbinder drehbar anordenbar ist. Dann lassen sich eine Vielzahl unterschiedlich geometrisch aufgebauter Figuren gestalten. In diesem Fall liegen die Längserstreckungen der beiden Verbinder im verbundenen Zustand der Verbinder zwangsweise in einer identischen Ebene.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der zweite Verbinder formschlüssig und/oder kraftschlüssig in dem ersten Verbinder anordenbar ist. Dann sind die erzeugten Strukturen besonders haltbar ausgebildet.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das erste Konstruktionselement und/oder das zweite Konstruktionselement einen Körperteil mit einer dritten Längserstreckung aufweisen, an dem der erste bzw. der zweite Verbinder angeordnet ist, wobei die dritte Längserstreckung bevorzugt nicht in einer Ebene mit der ersten bzw. der zweiten Längserstreckung liegt. Dadurch lassen sich Strukturen erzeugen, bei denen kein Höhenversatz zwischen den Konstruktionselementen besteht.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das erste und/oder das zweite Konstruktionselement zumindest einen ersten und einen zweiten Verbinder, bevorzugt zumindest zwei erste und zwei zweite Verbinder aufweisen. Dann lassen sich beliebig dimensionierte Strukturen erzeugen.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das erste und/oder das zweite Konstruktionselement mehrere erste und/oder zweite Verbinder aufweisen, deren erste bzw. zweite Längserstreckungen in einer Ebene liegen. Dann liegen solchermaßen verbaute Konstruktionselemente in einer Ebene einer erzeugten Struktur.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das erste Konstruktionselement und das zweite Konstruktionselement identisch ausgebildet sind. Dann ist das Konstruktionssystem besonders einfach aufgebaut.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der erste Verbinder zumindest bereichsweise kreisringförmig ausgebildet ist. Dann sind die erzeugten Strukturen besonders gefällig, wobei eine große Haltbarkeit bei gleichzeitig geringstmöglichem Material-aufwand besteht. Außerdem kann in diesem Verbinder der entsprechende Gegenverbinder um die Drehachse des Kreisringes gedreht werden, so dass beliebige geometrische Strukturen erzeugt werden können.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der zweite Verbinder ein Verbi n-derelement aufweist, das bevorzugt zumindest bereichsweise rondenförmigen ausgebildet ist, wobei das Verbinderelement insbesondere zumindest auf einer Seite zumindest bereichsweise abgerundet ausgebildet ist. Auch dadurch wird eine besonders große Haltbarkeit der erzeugten Strukturen sichergestellt. Außerdem kann dieser Verbinder in seinem Gegenverbinder um die Drehachse der Ronde gedreht werden, so dass beliebige geometrische Strukturen erzeugt werden können. "Rondenförmig" meint in diesem Zusammenhang zylinderförmig mit einer im Verhältnis zum Durchmesser geringeren Höhe.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der zweite Verbinder einen ersten Anschlag aufweist, der durch den ersten Verbinder steckbar ausgebildet ist und im verbundenen Zustand des ersten und zweiten Verbinders eine Entnahme des zweiten Verbinders aus dem ersten Verbinder senkrecht zur Längserstreckung des zweiten Verbinders verhindert, wobei der erste Anschlag bevorzugt als zumindest bereichsweise Auskragung gegenüber dem Verbinderelement ausgebildet ist, die insbesondere entlang der Längserstreckung des zweiten Verbinders gegenüber einem Verbinderelement des zweiten Verbinders vorsteht. Dadurch wird ein selbstständiges Entkoppeln der Verbinder auch dann verhindert, wenn die Konstruktionselemente beispielsweise bei gebogenen räumlichen Strukturen unter Spannung stehen.
- Alternativ oder zusätzlich ist es vorteilhaft, wenn der zweite Verbinder einen ersten Anschlag aufweist, der beim Koppeln des ersten Verbinders und des zweiten Verbinders als Hebelpunkt und/oder Gelenk des Verschwenkens wirken kann. Dadurch ist die Kopplung besonders einfach möglich.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der zweite Verbinder einen zweiten Anschlag aufweist, der verhindert, dass der zweite Verbinder durch den ersten Verbinder beim Einstecken hindurchrutschen kann, wobei der zweite Anschlag bevorzugt als Schulter an dem Körperteil und/oder an dem Verbinderelement ausgebildet ist, die insbesondere einen größeren Querschnitt aufweist als die Durchbrechung des ersten Verbinders. Dadurch wird der Aufbau der gewünschten Struktur aus den Konstruktionsel e-menten wesentlich erleichtert. Außerdem können sich so die Kopplungen der Konstruktionselemente auch beim Bespielen nicht verändern, so dass ein Durchdrücken des einen Verbinders durch den Gegenverbinder nicht möglich ist.
- Alternativ oder zusätzlich ist es vorteilhaft, wenn der zweite Verbinder einen zweiten Anschlag aufweist der beim Koppeln und/oder beim Entkoppeln des ersten Verbinders und des zweiten Verbinders als Hebelpunkt und/oder Gelenk des Verschwenkens wirken kann. Dadurch ist die Kopplung bzw. die Entkopplung besonders einfach möglich.
- In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der erste Verbinder und der zweite Verbinder angepasst sind, durch eine Einsteck-Kippbewegung miteinander verbunden und eine Kipp-Ausziehbewegung von einander gelöst zu werden. Dann sind die gewünschten Strukturen besonders leicht erzeugbar und wieder demontierbar. Die Kippbewegung erfolgt bevorzugt quer zur Längserstreckung des zu verkippenden Verbinders.
- Die Merkmale und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit den Figuren deutlich werden. Dabei zeigen rein schematisch:
- Fig. 1
- das erfindungsgemäße Konstruktionselement gemäß einer ersten bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Konstruktionssystems in einer perspektivischen Ansicht,
- Fig. 2
- das erfindungsgemäße Konstruktionselement nach
Fig. 1 in einer Seitenansicht, - Fig. 3
- das erfindungsgemäße Konstruktionselement nach
Fig. 1 in einer Draufsicht von oben, - Fig. 4
- das erfindungsgemäße Konstruktionselement nach
Fig. 1 in einer Draufsicht von unten, - Fig. 5
- einen Ball, der mit den erfindungsgemäßen Konstruktionselementen nach
Fig. 1 gebildet ist, - Fig. 6
- eine Detailansicht der Verbindung zweier erfindungsgemäßer Konstruktionselemente nach
Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht, - Fig. 7
- einen Längsschnitt durch die Verbindung nach
Fig. 6 , - Fig. 8a, 8b, 8c
- ein Konstruktionsbeispiel mit erfindungsgemäßen Konstruktionselementen nach
Fig. 1 in drei verschiedenen Ansichten, - Fig. 9a), b), c)
- das erfindungsgemäße Konstruktionselement gemäß einer zweiten, dritten und vierten bevorzugten Ausgestaltung in Seitenansichten,
- Fig. 10a), b), c)
- das erfindungsgemäße Konstruktionselement gemäß der zweiten, dritten und vierten bevorzugten Ausgestaltung in perspektivischen Ansichten,
- Fig. 11a, 11b
- ein Konstruktionsbeispiel mit erfindungsgemäßen Konstruktionselementen nach
Fig. 9b ) in zwei verschiedenen Ansichten, - Fig. 12
- ein Konstruktionsbeispiel mit erfindungsgemäßen Konstruktionselementen nach
Fig. 9c ), - Fig. 13
- ein weiteres Konstruktionsbeispiel mit erfindungsgemäßen Konstruktionselementen nach
Fig. 9c ), - Fig. 14a, 14b
- Prinzip der erfindungsgemäßen Kopplung in einer Ausgangsstellung,
- Fig. 15a, 15b
- Prinzip der erfindungsgemäßen Kopplung in einer ineinandergesteckten Stellung.
- Fig. 16a, 16b
- Prinzip der erfindungsgemäßen Kopplung in einer ineinandergesteckten und verkippten Stellung und
- Fig. 17a, 17b
- Prinzip der erfindungsgemäßen Kopplung in einer verkoppelten Stellung.
- In den
Fig. 1 bis 7 ist eine erste bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Konstruktionssystems 10 in verschiedenen Ansichten gezeigt. - Es ist zu erkennen, dass das Konstruktionssystem 10 identisch gestaltete Konstruktionselemente 12 besitzt, die jeweils ein zentrales Körperteil 14 und daran angeordnete Verbinder 16, 18 aufweisen, die so angeordnet sind, dass sie dem Konstruktionselement 12 in der Draufsicht (vgl.
Fig. 3 und4 ) etwa die Form eines Rechtecks geben. Dabei sind allerdings Aussparungen 20, 22 vorgesehen, wodurch das Konstruktionselement 12 in der Draufsicht schlanker wirkt und zudem die Spielfreiheit erhöht wird. - Es ist weiterhin zu erkennen, dass der erste Verbinder 16 bereichsweise kreisringförmig ausgebildet ist und eine kreisförmige Durchbrechung 24 mit einer gefasten Kante 26 aufweist.
- Der zweite Verbinder 18 weist ein Verbinderelement 28 auf, das bereichsweise rondenför-mig mit einer gefasten oberen Kante 30 ausgebildet. Die Fase 30 ist dabei stärker ausgebildet als die Fase 26, wodurch die Kopplung zwischen zweitem Verbinder 18 und erstem Verbinder 16 besonders einfach erfolgen kann, wie noch erklärt werden wird.
- Außerdem weist der zweite Verbinder 18 einen ersten Anschlag 32 auf, der als bereichsweise Auskragung ausgebildet ist und sich gegenüberliegend zur hinteren Kante 33 des Verbinderelements 28 befindet (vgl.
Fig. 2 ). Zusätzlich besteht ein zweiter Anschlag 34, der als beidseitige Schulter an dem Körperteil 14 ausgebildet ist. Dieser Anschlag 34 weist einen größeren Querschnitt auf als der Querschnitt des Verbinderelements 28. Außerdem weist der Anschlag 34 einen größeren Querschnitt auf als der Innendurchmesser der Durchbrechung 24. - Der Innendurchmesser der Ausnehmung 24 und der Außendurchmesser des Verbinderele-ments 28 sind so abgestimmt, dass sich eine Presspassung und dadurch ein Form- und Kraftschluss ergibt, wenn beide Verbinder 16, 18 miteinander gekoppelt sind.
- Weiterhin ist zu erkennen, dass sowohl der erste Verbinder 16 als auch der zweite Verbinder 18 jeweils Längserstreckungen L1, L2 besitzen, die in einer gemeinsamen Ebene E liegen (vgl.
Fig. 2 ). Genauer gesagt befinden sich die Längserstreckungen L1, L2 jeweils in eigenen Ebenen, die aber in der Ebene E zusammenfallen. - Hiervon beabstandet liegt die Ebene, in der die Längserstreckung L3 des Körperteils 14 liegt, wobei das Körperteil 14 zusätzlich noch gebogen ausgebildet ist. Es gibt also keine Ebene, in der die Längserstreckung L3 des Körperteils 14 liegt, die mit einer Ebene zusammenfällt, in der die Längserstreckungen L1, L2 liegen.
- In
Fig. 5 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines mit dem Konstruktionssystem 10 hergestellten Objektes gezeigt, das als Ball 100 ausgebildet ist. - Es ist zu erkennen, dass hier insgesamt 30 einzelne Konstruktionselemente 12 miteinander so verbunden wurden, dass sich um ein Inneres 102 des Balles 100 eine nahezu kugelförmige Außenfläche 103 ergibt mit darin befindlichen Aussparungen 104, 106. Diese Kugelform 103 wird vor allem auch deshalb ermöglicht, weil die Ebenen der Längserstreckungen L1, L2 der Verbinder 16, 18 gegenüber der Ebene der Längserstreckung L3 des Körperteils 14 zurückversetzt angeordnet ist, so dass sich keine solchen Versetzungen und Sprünge ergeben, wie sie beispielsweise bei dem europäischen Design 001625575 bestehen.
- Genauer gesagt besitzt der Ball 100 zwei verschiedene Aussparungen 104, 106, wobei die erste Aussparungsart 104 etwa kreisförmig ist und durch Kopplung von drei Konstruktionselementen 12a, 12a', 12a" entlang ihrer Aussparungen 20 entlang der jeweiligen Längserstreckung L3 der Körperteile 14 gebildet wird.
- Die Aussparungen 106 wiederum sind etwa sternförmig mit fünf Zacken ausgebildet. Sie entstehen durch Kopplung von fünf Konstruktionselementen 12a, 12b, 12c, 12d, 12a" entlang ihrer Aussparungen 22 senkrecht zu der jeweiligen Längserstreckung L3 der Körperteile 14.
- Dadurch, dass die Körperteile 14 gebogen ausgebildet sind und durch ihre Flexibilität kann der Ball 100 leicht zusammengesteckt werden und er besitzt auch eine hohe Widerstandskraft gegen Lösung der Konstruktionselemente 12 voneinander sowie eine Flexibilität bei Druck auf die Ballfläche 103. Dadurch kann der Ball 100 nicht nur schnell erzeugt, sondern auch hervorragend bespielt werden. Mit anderen Worten führt ein Werfen des Balls 100 gegen eine feste Wand (nicht gezeigt) nicht zu einem Lösen der Konstruktionselemente 12 voneinander, sondern die kinetische Energie des Balls 100 führt beim Auftreffen auf die Wand zu einem Verbiegen der elastischen Konstruktionselemente 12, wodurch diese kinetische Energie gespeichert und im Rahmen einer Entspannung der verbogenen Konstruktionselemente 12 wieder freigesetzt wird, wodurch der Ball 100 von der Wand wegprellt. Dies ist ein wesentlicher Unterschied zu allen bekannten Konstruktionselementen, die durch ein einfaches senkrechtes Verclipsen miteinander verbunden werden, wo ein solches Prellen zu einer Lösung der Konstruktionselemente führen wird.
- Das Zusammensetzen und Trennen der Konstruktionselemente 12, 12' ist in den
Fig. 6 und7 näher dargestellt. - Es ist zu erkennen, dass bei Zusammensetzen einfach der zweite Verbinder 18 in den ersten Verbinder 16 eingeführt wird. Genauer gesagt wird das Verbinderelement 28 des zweiten Verbinders 18 mit seinem ersten Anschlag 32, der entlang der Längserstreckung L2 des zweiten Verbinders 18 gegenüber dem Verbinderelement 28 übersteht, voran in die Durchbrechung 24 des ersten Verbinders 16 eingesteckt. Dabei sind die Längserstreckungen L1 und L2 gegeneinander verkippt, beispielsweise um 90°. Aufgrund des deutlichen Vorspringens des ersten Anschlags 32 gegenüber dem rondenförmigen Verbinderelement 28 ist dagegen ein senkrechtes Einstecken des zweiten Verbinders 18 in den ersten Verbinder 16 bei parallel ausgerichteten Längserstreckungen L1 und L2 nicht möglich.
- Der zweite Anschlag 34 des zweiten Verbinders 18, der einen größeren Querschnitt aufweist als der Innendurchmesser der Durchbrechung 24 kommt dabei zum Anliegen auf dem ersten Verbinder 16, wodurch der zweite Verbinder 18 nicht durch den ersten Verbi n-der 16 durchrutschen kann.
- Die Anlagepunkte der zweiten Anschläge 34 auf der Oberseite 36 des ersten Verbinders 16 wirken dann als Gelenk sowie Hebelpunkt und der zweite Verbinder 18 kann um dieses Gelenk gegenüber dem ersten Verbinder 16 verkippt werden, bis der erste Anschlag 32 an der Unterseite 38 des ersten Verbinders 16 anschlägt. Die Verkippung erfolgt dabei quer zur Längserstreckung L2 des zweiten Verbinders 18. Mit anderen Worten erfolgt dabei ein Verschwenken entlang der Längserstreckung L2 des zweiten Verbinders 18.
- Dabei wird die hintere Kante 33 des Verbinderelements 28 und gegenläufig auch die Fase 26 des Verbinderelements 28 in die Durchbrechung 24 gepresst, wodurch erster und zweiter Verbinder 16, 18 eine Presspassung ausbilden.
- Dadurch erfolgt eine sehr sichere Arretierung der Verbindung zwischen erstem Verbinder 16 und zweitem Verbinder 18 durch die Anlage des ersten Anschlags 32 an der Unterseite 36 des ersten Verbinders 16 und des zweiten Anschlags 34 an der Oberseite 38 des ersten Verbinders 16, wodurch die Verbindung, also die Kopplung zwischen erstem Verbinder 16 und zweitem Verbinder 18 und damit die Kopplung zwischen erstem Konstruktionselement und zweitem Konstruktionselement 12' besonders haltbar ist.
- Wenn man dagegen des zweiten Verbinder 18 nicht so tief in den ersten Verbinder 16 einsteckt, dass die zweiten Anschläge 34 auf der Oberseite 36 zur Anlagen kommen, dann wird beim Verkippen der erste Anschlag 32 zur Anlage an der Unterseite 38 des ersten Verbinders 16 gebracht. Dann wirkt diese Anlage des ersten Anschlags 32 an der Unterseite 38 als entsprechendes Gelenk und Hebelpunkt.
- Dann wird beim Verkippen wiederum die hintere Kante 33 des Verbinderelements 28 in die Durchbrechung 24 gepresst, wodurch erster und zweiter Verbinder 16, 18 eine Presspassung ausbilden. Auch hier erfolgt somit ein Verschwenken entlang der Längserstreckung L2 des zweiten Verbinders 18.
- Das Trennen der Verbindung der ersten und zweiten Verbinder 16, 18 wird ein gegenläufiges Verkippen des zweiten Verbinders 18 quer zur Längserstreckung L2 des zweiten Verbinders 18 gegenüber dem ersten Verbinder 16 vorgenommen (es erfolgt dabei wiederum ein Verschwenken entlang der Längserstreckung L2 des zweiten Verbinders 18). Dabei wirkt das durch die Anlage der zweiten Anschläge 34 auf der Oberseite 36 des ersten Verbinders 16 gebildete Gelenk wiederum als Hebelpunkt, wodurch die hintere Kante 33 des Verbinderelements 28 und gegenläufig auch die Fase 26 des Verbinderelements 28 aus der Durchbrechung 24 herausgezogen werden und dadurch die Presspassung gelöst wird und schließlich der zweite Verbinder 18 aus dem ersten Verbinder 16 herausgenommen werden kann.
- Auch hier verhindert wiederum der größere Querschnitt des zweiten Anschlags 34 des zweiten Verbinders 18 in Bezug auf den Innendurchmesser der Durchbrechung 24 ein Durchrutschen des zweiten Verbinders 18 durch den ersten Verbinder 16.
- Außerdem verhindert das deutliche Vorspringen des ersten Anschlags 32 gegenüber dem rondenförmigen zweiten Verbinder 28 ein senkrechtes Entfernen des zweiten Verbinders 28 aus dem ersten Verbinder 18 bei parallel ausgerichteten Längserstreckungen L1 und L2.
- Durch die relativ große Länge des Körperteils 14 in Bezug auf den Abstand von hinterer Kante 33 und Fase 26 vom sich ausbildenden Gelenk, werden bei Verbinden und Trennen der Konstruktionselemente 12 relativ große Hebel erzeugt, die keine großen Kräfte erforderlich machen.
- Durch die Ausbildung des ersten Verbinders 16 als teilweiser Kreisring und des zweiten Verbinders 18 mit einem rondenförmigen Verbinderelement 28 können zwei miteinander verbundene Konstruktionselemente 12 frei um die sich durch Verbindung der beiden Verbinder 16, 18 ausbildende Vertikalachse verschwenkt werden (vgl.
Fig. 6 ), und zwar so weit bis die Konstruktionselemente entlang den Aussparungen 20 oder den Aussparungen 22 zusammenstoßen. Diese freie Beweglichkeit wird noch unterstützt durch die Aussparun-gen 20, 22 und die geneigt verlaufende Anbindung 40 des ersten Verbinders 16 an das Körperteil 14. - Dadurch können zwei Konstruktionselemente 12 nicht nur mit jeweils einem korrespondierendem Verbinder 16, 18 miteinander verbunden werden, sondern auch mit zwei nebeneinander liegenden Verbindern 16, 18, wobei sowohl eine Verbindung entlang der Aussparung 20, als auch entlang der Aussparung 22 möglich ist.
- Neben komplexen Formen, wie der Ball 100, bei dem die Konstruktionselemente 12 winklig zueinander ausgerichtet sind, können dadurch auch Formen erzeugt werden, bei denen zumindest einige Konstruktionselemente 12 parallel zueinander liegen.
- In
Fig. 6 und7 ist nur eine Kopplung der beiden Konstruktionselemente 12, 12' über die Kopplung des zweiten Verbinders 18 mit dem ersten Verbinder 16 gezeigt. Es könnte allerdings zugleich auch noch eine Kopplung des zweiten Verbinders 18' mit dem ersten Verbinder 16' bestehen, so dass die beiden Konstruktionselemente 12, 12' entlang der Aussparungen 22 der Körperteile 14 verbunden wären. - In dem in
Fig. 8a, 8b, 8c gezeigten Konstruktionsbeispiel 200 sind zwei Konstruktionselemente 12, 12' durch Kopplung des zweiten Verbinders 18 mit dem ersten Verbinder 16 und des zweiten Verbinders 18' mit dem ersten Verbinder 16' entlang der Aussparungen 20 der Körperteil 14, 14' verbunden, wodurch sich eine Öffnung 202 ergibt, die gerade so groß ist, um darin den Körperteil 14" eines dritten Konstruktionselements 12" kraftschlüssig, d.h. klemmend, aufzunehmen. Dadurch können komplexe 3-dimensionale Formen erzeugt werden, weil nun unabhängig von den Konstruktionselementen 12, 12' weitere Konstruktionselemente 12 direkt mit dem Konstruktionselement 12" gekoppelt werden können. - Außerdem können auch zwei Konstruktionselemente 12, 12' direkt aufeinander liegend miteinander gekoppelt werden (nicht gezeigt), wobei dann alle ersten Verbinder 16, 16' mit den korrespondierenden zweiten Verbindern 18, 18' gekoppelt sind. Dadurch ergibt sich durch die jeweils nach außen gewölbten Körperteile 14, 14' wiederum eine Öffnung, in der ein drittes Konstruktionselement 12''' kraftschlüssig, d.h. klemmend, angeordnet werden kann.
- Aufgrund der Elastizität ist auch eine Faltung der Konstruktionselemente 12 an den Aussparungen 20 möglich, wobei dann die ersten Verbinder 16 mit den gegenüberliegenden zweiten Verbinder 18 dieses Konstruktionselements 12 gekoppelt werden können.
- In den
Fig. 9 a), b), c) sowie10 a), b), c) sind alternative Ausgestaltungen für das erfindungsgemäße Konstruktionselement 210, 212, 214 in Seitenansichten bzw. perspektivischen Ansichten gezeigt. - Es ist zu erkennen, dass auch diese Konstruktionselemente 210, 212, 214 jeweils zwei erste Verbinder 216, 218, 220 und zwei zweite Verbinder 222, 224, 226 aufweisen, die allerdings nicht in einem Viereck angeordnet sind, wie bei dem Konstruktionselement 12, sondern linear an einem stangenförmigen Körper 228, 230, 232, wobei jeweils die zweiten Verbinder 222, 224, 226 außen liegen und die erste Verbindern 216, 218, 220 dazwischen liegend angeordnet sind.
- Auch diese Konstruktionselemente 210, 212, 214 weisen eine solche Elastizität auf, dass sie faltbar sind (nicht gezeigt), um einen zweiten Verbinder 222, 224, 226 mit einem eigenen ersten Verbinder 216, 218, 220 zu koppeln.
- Die Konstruktionselemente 212, 214 weisen zusätzlich noch Öffnungen 234, 236 auf, in die andere Konstruktionselemente 12, 210, 212, 214 eingefügt werden können. Wenn diese Konstruktionselemente 12, 210, 212, 214 wie beschrieben gefaltet wurden, dann können sie in die Öffnungen 234, 236 eingehängt werden, um bewegliche Abzweigungen komplexer 3-dimensionaler Konstruktionen zu bilden.
- Bei der Kopplung zwischen einem ersten Konstruktionselement 214 und einem zweiten Konstruktionselement 214 (nicht gezeigt) könnte auch der zweite Verbinder 226 des zweiten Konstruktionselements 214 durch die Öffnung 236 des ersten Konstruktionselements 214 gesteckt und anschließend mit dem ersten Verbinder 220 des ersten Konstruktionselements 214 gekoppelt werden.
-
Fig. 11a, 11b zeigen in perspektivischer Ansicht und Draufsicht ein Konstruktionsbeispiel 300 mit zahlreichen Konstruktionselementen 212 in einer rechtwinkligen Anordnung zueinander. -
Fig. 12, 13 zeigen in perspektivischer Ansicht und Draufsicht Konstruktionsbeispiele 400, 500 mit zahlreichen Konstruktionselementen 214 in nicht rechtwinkligen Anordnungen zueinander. - In den
Fig. 14 bis 17 ist das allgemeine Prinzip der erfindungsgemäßen Kopplung 600 eines ersten Verbinders 602 und eines zweiten Verbinders 604 gezeigt. Dabei zeigen die Figuren a jeweils eine perspektivische Ansicht und die Figuren b jeweils eine Seitenansicht. Diese Verbinder 602, 604 können an jedem der gezeigten Konstruktionselemente 10, 210, 212, 214 oder auch anders geometrisch gestalteten Konstruktionselementen als erste und zweite Verbinder angeordnet sein. - Es ist zu erkennen, dass der erste Verbinder 602 wiederum kreisringförmig ausgebildet ist mit einer kreisförmigen Öffnung 606. Dabei erstreckt sich die Öffnung 606 entlang der Längserstreckung L'1 des ersten Verbinders 602.
- Der zweite Verbinder 604 weist ein Verbinderelement 608 auf, das fast vollständig kugelförmig ausgebildet ist. An dem Verbinderelement 608 befinden sich ein erster Anschlag 610 in der Form einer bereichsweisen Auskragung und ein zweiter Anschlag 612 in der Form einer Schulter, an der ein Körperteil 614 angeordnet ist. An diesem Körperteil können sich weitere erste Verbinder 602 und/oder zweite Verbinder 604 befinden (nicht gezeigt), müssen dies aber nicht.
- Der erste Anschlag 610 weist an seiner Unterseite 616 eine kreissegmentförmige Kontur auf, die so bemessen ist, dass sie zusammen mit dem kugelförmigen Verbinderelement 608 in die kreisförmige Öffnung 606 des ersten Verbinders einsteckbar ist (vgl.
Fig. 15 ). Die kreissegmentförmige Kontur erstreckt sich somit tangential vom Verbinderelement 608. - Der zweite Anschlag 612 steht entlang der Längserstreckung L'2 des zweiten Verbinders 604 gegenüber dem Verbinderelement 608 dagegen über, so dass das Verbinderelement 608 nur bis zur Hälfte in die Öffnung 606 des ersten Verbinders 602 eingesteckt werden kann (vgl.
Fig. 15 ). - Nachdem der zweite Anschlag 612 an dem ersten Verbinder 602 zur Anlage gekommen ist (vgl.
Fig. 15 ), wird der zweite Verbinder 604 gegenüber dem ersten Verbinder 602 verschwenkt, wobei die Längserstreckungen L'1, L'2 gegeneinander verkippt werden von der inFig. 15 gezeigten 90°-Ausrichtung, über eine geneigte Ausrichtung (vgl.Fig. 16 ) zu einer 180°-Ausrichtung (vgl.Fig. 17 ). - Während der Verkippung des zweiten Verbinders 604 gegenüber dem ersten Verbinder 602 wirkt das Verbinderelement 608 als Gelenkkopf, um den sich die Öffnung 606 dreht. Dieses Drehen wird in dem in
Fig. 17 gezeigten Zustand der parallelen Ausrichtung der Längserstreckungen L'1, L'2 von erstem Verbinder 602 und zweitem Verbinder 604 dadurch gestoppt, dass zum einen die Rückseite 618 des ersten Verbinders 602 an dem ersten Anschlag 610 zur Anlage kommt und zum anderen die Vorderseite 620 des ersten Verbinders 602 an dem zweiten Anschlag 612 zur Anlage kommt. - Die Entkopplung zwischen erstem Verbinder 602 und zweitem Verbinder 604 erfolgt einfach in umgekehrter Reihenfolge, also durch ein Verkippen (vgl.
Fig. 16 ) bis zur 90°-Ausrichtung (vgl.Fig. 15 ) und eine Entnahme des zweiten Verbinders 604 aus dem ersten Verbinder 602 (vgl.Fig. 14 ). - Vorteilhaft besteht zwischen der Öffnung 606 und dem Verbinderelement 608 eine Presspassung.
- Aus der vorstehenden Darstellung ist deutlich geworden, dass mit der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Konstruktionssystem 10, 300, 400, 500, 600 angegeben wird, mit dem unbegrenzte Ausgestaltungen von erzeugbaren Strukturen herstellbar sind. Wenn das Konstruktionssystem 10, 300, 400, 500, 600 als Spielzeug bereitgestellt wird, dann sind die Konstruktionselemente 12, 210, 212, 214 ermüdungsfrei bespielbar. Außerdem besitzen die erzeugbaren Strukturen eine ausreichende Elastizität und können so beispielsweise als Ball 100 verwendet werden. Schließlich sind die Konstruktionselemente 12, 210, 212, 214 einfach und kostengünstig herstellbar. Neben Spielzeugen ist das Konstruktionssystem 10, 300, 400, 500, 600 aber auch für beliebige andere Anwendungen einsetzbar, so beispielsweise in der Robotik oder anderen Bereich, wo eine mechanische Verbindung zwischen einzelnen Konstruktionselementen 12, 210, 212, 214 besteht und dadurch eine freie Skalierbarkeit bereitgestellt wird.
- Soweit nichts anders angegeben ist, können sämtliche Merkmale der vorliegenden Erfindung frei miteinander kombiniert werden. Auch die in der Figurenbeschreibung beschriebenen Merkmale können, soweit nichts anderes angegeben ist, als Merkmale der Erfindung frei mit den übrigen Merkmalen kombiniert werden. Dabei können gegenständliche Merkmale des Konstruktionssystems und der Konstruktionselemente auch im Rahmen eines Verfahrens umformuliert zu Verfahrensmerkmalen Verwendung finden und Verfahrensmerkmale im Rahmen des Konstruktionssystems und der Konstruktionselemente umformuliert zu Merkmalen des Konstruktionssystems und der Konstruktionselemente.
-
- 10
- Konstruktionssystem
- 12, 12', 12"
- Konstruktionselemente
- 12a, 12a', 12a"
- Konstruktionselemente
- 12b, 12c, 12d
- Konstruktionselemente
- 14, 14'
- Körperteil
- 16, 16'
- erster Verbinder, erstes Kopplungselement
- 18, 18'
- zweiter Verbinder, zweites Kopplungselement
- 20, 22
- Aussparungen im Körperteil 14
- 24
- Durchbrechung im ersten Verbinder 16
- 25
- kreisförmige Öffnung der Durchbrechung 24
- 26
- gefaste Kante
- 28
- Verbinderelement des zweiten Verbinders 18
- 30
- gefaste obere Kante
- 32
- erster Anschlag des zweiten Verbinders 18, bereichsweise Auskragung
- 33
- hintere Kante des Verbinderelements 28 gegenüberliegend zum ersten Anschlag 32
- 34
- zweiter Anschlag des zweiten Verbinders 18, beidseitige Schulter an dem Körperteil 14
- 36
- Oberseite des ersten Verbinders 16
- 38
- Unterseite des ersten Verbinders 16
- 40
- geneigt verlaufende Anbindung des ersten Verbinders 16 an das Körperteil 14
- 100
- Ball
- 102
- Inneres des Balles 100
- 103
- kugelförmige Außenfläche es Balls 100
- 104, 106
- Aussparungen in der Außenfläche 103
- 200
- Konstruktionsbeispiel
- 202
- Öffnung
- 210, 212, 214
- Konstruktionselemente
- 216, 218, 220
- erste Verbinder
- 222, 224, 226
- zweite Verbinder
- 228, 230, 232
- stangenförmiger Körper
- 234, 236
- Öffnungen
- 300
- Konstruktionsbeispiel mit zahlreichen Konstruktionselementen 212 in einer rechtwinkligen Anordnung zueinander
- 400
- Konstruktionsbeispiel mit zahlreichen Konstruktionselementen 214 in nicht rechtwinkligen Anordnungen zueinander
- 500
- Konstruktionsbeispiel mit zahlreichen Konstruktionselementen 214 in nicht rechtwinkligen Anordnungen zueinander
- 600
- allgemeines Prinzip der erfindungsgemäßen Kopplung
- 602
- erster Verbinder
- 604
- zweiter Verbinder
- 606
- kreisförmige Öffnung des ersten Verbinders 602
- 608
- Verbinderelement
- 610
- erster Anschlag, bereichsweise Auskragung
- 612
- zweiter Anschlag, Schulter
- 614
- Körperteil
- 616
- Unterseite des ersten Anschlags 610
- 618
- Rückseite des ersten Verbinders 602
- 620
- Vorderseite des ersten Verbinders 602
- E
- Ebene, in der sich die Längserstreckungen L1 und L2 befinden
- L1
- Längserstreckung des ersten Verbinders 16
- L'1
- Längserstreckung des ersten Verbinders 602
- L2
- Längserstreckung des zweiten Verbinders 18
- L'2
- Längserstreckung des zweiten Verbinders 604
- L3
- Längserstreckung des Körperteils 14
Claims (15)
- Konstruktionssystem (10) mit einem ersten Konstruktionselement (12) und einem zweiten Konstruktionselement (12'), wobei das erste Konstruktionselement (12) einen ersten Verbinder (16; 602) aufweist, wobei der erste Verbinder (16; 602) eine erste Längserstreckung (L1; L'1) besitzt und eine Durchbrechung (24; 606) aufweist, und das zweite Konstruktionselement (12') einen zweiten Verbinder (18; 604) aufweist, wobei der zweite Verbinder (18; 604) eine zweite Längserstreckung (L2; L'2) besitzt, und der zweite Verbinder (18; 604) des zweiten Konstruktionselements (12') mit seiner Längserstreckung (L2; L'2) in die Durchbrechung (24; 606) des ersten Verbinders (16; 602) des ersten Konstruktionselements (12) einsteckbar ist, wobei sich eine Kopplung des ersten Konstruktionselements (12) mit dem zweiten Konstruktionselement (12') erst nach einem Verschwenken des zweiten Verbinders (18; 604) gegenüber dem ersten Verbinder (16; 602) nach dem Einstecken des zweiten Verbinders (18; 604) in die Durchbrechung (24; 606) ergibt, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verbinder (16; 602) und der zweite Verbinder (18; 604) so ausgebildet sind, dass sich eine Kopplung des ersten Konstruktionselements (12) mit dem zweiten Konstruktionselement (12') erst nach einem Verschwenken des zweiten Verbinders (18; 604) entlang seiner Längsachse (L2; L'2) gegenüber dem ersten Verbinder (16; 602) ergibt.
- Konstruktionssystem (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Verbinder (18; 604) einen ersten Anschlag (32; 610) aufweist, der durch den ersten Verbinder (16; 602) steckbar ausgebildet ist und im verbundenen Zustand des ersten (16; 602) und zweiten Verbinders (18; 604) eine Entnahme des zweiten Verbinders (18; 604) aus dem ersten Verbinder (16; 602) senkrecht zur Längserstreckung (L2; L'2) des zweiten Verbinders (18; 604) verhindert, wobei der erste Anschlag (32; 610) bevorzugt als zumindest bereichsweise Auskragung gegenüber dem Verbinderelement (28; 608) nach Anspruch 13 ausgebildet ist, die insbesondere entlang der Längserstreckung (L2; L'2) des zweiten Verbinders (18; 604) gegenüber dem Verbinderelement (28; 608) nach Anspruch 13 vorsteht.
- Konstruktionssystem (10) nach einem Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Verbinder (18; 604) einen zweiten Anschlag (34; 612) aufweist, der verhindert, dass der zweite Verbinder (18; 604) durch den ersten Verbinder (16; 602) beim Einstecken hindurchrutschen kann, wobei der zweite Anschlag (34; 612) bevorzugt als Schulter an dem Körperteil (14; 614) nach Anspruch 9 und/oder an dem Verbinderelement (28; 608) nach Anspruch 13 ausgebildet ist, die insbesondere einen größeren Querschnitt aufweist als die Durchbrechung (24; 606) des ersten Verbinders (16; 602).
- Konstruktionssystem (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Verbinder (18; 604) in den ersten Verbinder (16; 602) so einsteckbar ist, dass eine Ebene (E), in der sich die erste Längserstreckung (L1; L'1) befindet, und eine Ebene (E), in der sich die zweite Längserstreckung (L2; L'2) befindet, parallel zueinander liegen.
- Konstruktionssystem (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrechung (24) eine Öffnung (25; 606) aufweist, die sich entlang der Längserstreckung (L1; L'1) des ersten Verbinders (16; 602) erstreckt und/oder die eine Form aus der Gruppe Vieleck, Kreis, Rechteck und Quadrat aufweist.
- Konstruktionssystem (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Konstruktionselement (12, 12') biegbar und/oder elastisch ausgebildet ist.
- Konstruktionssystem (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Verbinder (18; 604) quer zur ersten Längserstreckung (L1; L'1) in dem ersten Verbinder (16; 602) drehbar anordenbar ist.
- Konstruktionssystem (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch geken n-zeichnet, dass der zweite Verbinder (18; 604) formschlüssig und/oder kraftschlüssig in dem ersten Verbinder (16; 602) anordenbar ist.
- Konstruktionssystem (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch geken n-zeichnet, dass das erste Konstruktionselement (12) und/oder das zweite Konstruktionselement (12') einen Körperteil (14) mit einer dritten Längserstreckung (L3) aufweisen, an dem der erste (16; 602) bzw. der zweite Verbinder (18; 604) angeordnet ist, wobei die dritte Längserstreckung (L3) bevorzugt nicht in einer Ebene mit der ersten (L1; L'1) bzw. der zweiten Längserstreckung (L2; L'2) liegt.
- Konstruktionssystem (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch geken n-zeichnet, dass das erste (12) und/oder das zweite Konstruktionselement (12') zumindest einen ersten (16; 602) und einen zweiten Verbinder (18; 604), bevorzugt zumindest zwei erste (16; 602) und zwei zweite Verbinder (18; 604) aufweisen.
- Konstruktionssystem (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch geken n-zeichnet, dass das erste (12) und/oder das zweite Konstruktionselement (12') mehrere erste (16; 602) und/oder zweite Verbinder (18; 604) aufweisen, deren erste (L1; L'1) bzw. zweite Längserstreckungen (L2; L'2) in einer Ebene liegen.
- Konstruktionssystem (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch geken n-zeichnet, dass der erste Verbinder (16; 602) zumindest bereichsweise kreisringförmig ausgebildet ist.
- Konstruktionssystem (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch geken n-zeichnet, dass der zweite Verbinder (18; 604) ein Verbinderelement (28; 608) aufweist, das bevorzugt zumindest bereichsweise kugelförmig oder rondenförmigen ausgebildet ist, wobei das Verbinderelement (28; 608) insbesondere zumindest auf einer Seite zumindest bereichsweise abgerundet (33) ausgebildet ist.
- Konstruktionssystem (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Konstruktionselement (12) und das zweite Konstruktionselement (12') identisch ausgebildet sind.
- Konstruktionssystem (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch geken n-zeichnet, dass der erste Verbinder (16; 602) und der zweite Verbinder (18; 604) angepasst sind, durch eine Einsteck-Kippbewegung miteinander verbunden und eine Kipp-Ausziehbewegung von einander gelöst zu werden.
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