PL186793B1 - Zestaw klocków do układania modeli przestrzennych - Google Patents

Abstract

1. Zestaw klocków do układania modeli przestrzennych, w których każdy klocek stanowi bryłę otwartą od dołU, wyznaczoną równoległymi w przekroju poprzecznym ściankami bocznymi i prostopadłą do nich płaską ścianką górną, na ściance górnej wyposażony w walcowe czopy sprzęgające rozstawione w odległościach modułu, oraz którego ścianki boczne przy czopach sprzęgających usytuowanych narożnikowo są walcowo zaokrąglone promieniem wymiarowo równym połowie modułu a zakreślonym z osi czopa sprzęgającego, ponad to wewnątrz, w strefie dolnej każdego klocka posiadający gniazda, współosiowe z czopami sprzęgającymi, znamienny tyra, że w widoku z góry kształt powierzchni zewnętrznej ścianki bocznej (1) każdego klocka stanowi obwodowo zamknięta linia o charakterze łukowo-falistym, wyznaczona na odcinkach wypukłych (a), przez pobocznice walców (6) stykających się pobocznicami, których, średnice (D) są równe wymiarowi modułu (m), a na odcinkach wklęsłych (b) kształt ścianki bocznej (1) określony jest przez fragment pobocznicy walca (7) wprowadzonego od zewnątrz klocka we wnękę do położenia stycznego z obu walcami (6), a którego średnica (D,) jest nie większa od średnicy (D) walca (6) wyznaczającego odcinek wypukły (a).

Description

Przedmiotem wynalazku jest zestaw klocków do układania modeli przestrzennych, zwłaszcza zabawkowych. Konstrukcja klocków umożliwia ich łatwe łączenie w sztywne lub ruchome bryły przestrzenne oraz łatwe rozłączanie.

Znanych jest bardzo wiele rozwiązań klocków umożliwiających tworzenie różnych konfiguracji przestrzennych. Najczęściej spotykanymi są klocki stanowiące różnej wielkości prostopadłościenne bryły, otwarte od dołu, wyznaczone przez ściany boczne i prostopadłą do nich płaską ściankę górną. Na ściance górnej znajdują się czopy sprzęgające - rozstawione względem siebie według prostopadłej siatki modułowej. Wewnątrz w otwartej, dolnej strefie każdego klocka znajdują się gniazda ustalające, współosiowe z czopami sprzęgającymi i wymiarowo dostosowane do centrowanego ustalenia czopów sprzęgających drugiego, usytuowanego poniżej klocka. Powszechnie znanymi tego rodzaju zestawami są klocki wykonywane przez duńską firmę Lego, wyposażone w walcowe czopy sprzęgające, które mogą być łączone ze sobą w dwóch, wzajemnie prostopadłych lub równoległych kierunkach.

Znane są również klocki o rozwiązaniu przedstawionym w opisie polskiego zgłoszenia wynalazku nr P-306005. Podstawowy klocek zestawu ma dwa czopy sprzęgające narożnikowe, ścianki boczne na jego końcach są walcowo zaokrąglone promieniem wymiarowo równym połowie modułu, zakreślonym z osi czopa sprzęgającego.

Gniazda sprzęgające mają postać tulei. Na obwodzie każdego czopa sprzęgającego wykonany jest pierścieniowy grzbiet a w gnieździe odpowiadający mu rowek pierścieniowy. Rozwiązanie umożliwia łączenie klocka dolnego z górnym pod dowolnym kątem odchylenia jego wzdłużnej osi - dookoła osi obrotu wyznaczonej osią czopa sprzęgającego. Pozwala na budowę ścian modelu o dowolnej krzywiźnie, wyznaczonej linią łamaną o odcinku elementarnym mającym długość modułu.

Celem wynalazku jest opracowanie zestawu klocków, których konstrukcja pozwala na dalsze zwiększenie możliwości kształtowania modelu.

Istota rozwiązania polega na ukształtowaniu ścianki bocznej każdego z klocków według obwodowo zamkniętej linii o charakterze łukowo-falistym. Kształt taki wyznaczony jest na odcinkach wypukłych przez pobocznice walców stykających się pobocznicami, których średnice są równe wymiarowi modułu rozstawienia czopów sprzęgających. Na odcinkach wklęsłych kształt ścianki bocznej określony jest przez fragment pobocznicy walca wprowadzonego od zewnątrz klocka we wnękę do położenia stycznego z obu walcami, a którego średnica jest nie większa od średnicy walca wyznaczającego odcinek wypukły.

Rozwiązanie takie umożliwia łączenie klocków pod dowolnym, w określonym zakresie kątem, w tej samej warstwie, przylegających do siebie. Połączenie to może być realizowane nie tylko na czopach sprzęgających usytuowanych narożnikowo, to znaczy czopach końcowych przy klockach z jednoosiowym usytuowaniem czopów sprzęgających lub narożnych dla klocków z czopami rozmieszczonymi według dwóch lub więcej osi - ale względem dowolnego czopa usytuowanego na obwodzie ścianki bocznej. W każdym położeniu kątowym klocka dosuniętego do pełnej styczności dowolnym odcinkiem wypukłym z dowolną wnęką, odcinka wklęsłego drugiego klocka uzyskuje się modułowe oddalenie współosiowych z tymi odcinkami czopów sprzęgających. Klocki mogą mieć w widoku z góry dowolny obrys, wyznaczony przez dowolną ilość, dowolnie ustawionych walców: według linii otwartej lub linii obwodowe zamkniętej. Linia otwarta ułożenia walców może być oczywiście prostą lub dowolnie zakrzywioną. Linię obwodowo zamkniętą stanowić mogą wzory o kształcie podstawowych figur geometrycznych, na przykład trójkąt, kwadrat, romb, prostokąt, koło, jak i inne dowolne figury płaskie, również o bokach krzywoliniowych.

186 793

Rozwinięcie wynalazku dotyczy szczególnego rozwiązania gniazd. Każde gniazdo czopa sprzęgającego stanowią trzy, skierowane dośrodkowo, pionowe występy ustalające, usytuowane stycznie do okręgu o średnicy czopa sprzęgającego. Korzystnym jest rozstawienie występów ustalających według równego kąta środkowego, co 120°. Połączenie klocków przez walcowe czopy ujęte na pobocznicy wzdłuż trzech tworzących zapewnia ich łatwe łączenie i rozłączanie, co jest bardzo istotne z uwagi na podstawowego użytkownika klocków - dzieci.

W najmniejszym z klocków, wyznaczonym przez dwa walce, jeden występ ustalający w każdym gnieździe usytuowany jest na wewnętrznej powierzchni ścianki bocznej w osi symetrii odcinka wypukłego a dwa pozostałe na wewnętrznych powierzchniach ścianek bocznych przeciwległych odcinków wklęsłych.

W klocku wyznaczonym przez więcej niż dwa walce ustawione według linii otwartej, w końcowych gniazdach klocka jeden występ ustalający znajduje się na wewnętrznej powierzchni ścianki bocznej w osi symetrii odcinka wypukłego, a dwa pozostałe występy ustalające na wewnętrznych powierzchniach ścianek bocznych przeciwległych odcinków wklęsłych. W każdym wewnętrznym gnieździe takiego klocka usytuowanie występów ustalających wyznacza położenie jednego z nich w osi symetrii odcinka wypukłego, krótszego dla klocka wyznaczonego przez walce ułożone nieprostoliniowo.

W klocku o kształcie wyznaczonym przez więcej niż dwa walce, ułożone według linii obwodowo zamkniętej - dwa występy ustalające w gniazdach przylegających do ścianki bocznej klocka usytuowane są symetrycznie względem osi symetrii odcinka wypukłego. Występ ustalający tego gniazda usytuowany od strony środkowej klocka stanowi powierzchnia zewnętrzna rurowego elementu ustalającego, połączonego czołowo ze ścianką górną. W zależności od kształtu klocka rurowy element ustalający ma różny kształt. I tak w klocku wyznaczonym przez trzy walce, ułożone we wzór trójkąta równobocznego i w klocku wyznaczonym przez cztery walce ułożone we wzór kwadratu - rurowy element ustalający ma kształt tulei, współosiowej ze środkiem klocka. W klocku wyznaczonym przez cztery walce ułożone we wzór rombu rurowy element ustalający ma kształt spłaszczonej tulei, skierowanej osią wzdłużną zgodnie z dłuższą przekątną rombu.

Korzystnym jest gdy występy ustalające usytuowane na wewnętrznej powierzchni ścianki bocznej odcinka wypukłego wykonane są w kształcie cięciwy okręgu.

Zestaw klocków według przedstawionego wynalazku umożliwia budowę tworów przestrzennych o szerokim zakresie kształtów, umożliwiając urzeczywistnianie małej architektury o koncepcjach nie ograniczanych przez konstrukcję klocka, rozwij'ają wyobraźnię i zdolności dziecka.

Pełne zrozumienie wynalazku umożliwi poznanie przykładowego zestawu klocków wykonanych z tworzywa sztucznego, pokazanych na rysunkach. Figury 1, 2, 3 i 4 rysunku przedstawiają klocek o obrysie wyznaczonym przez dwa walce, odpowiednio w widoku: z góry, z boku z osiowym półprzekrojem, z dołu oraz w widoku perspektywicznym. Na fig. 5, 6, 7 i 8 - w takim samym ujęciu -pokazany jest klocek o obrysie wynikającym z trzech walców stykających się przy usytuowaniu w trójkąt równoboczny. Figury 9, 10 i 11 przedstawiają widoki z dołu klocków o obrysie kolejno: kwadratu, rombu, prostokąta. Na dwóch kolejnych figurach 12 i 13 pokazane są w widoku z góry przykładowe złożenia ze sobą klocków o różnym obrysie.

Kształt powierzchni zewnętrznej ścianki bocznej 1 każdego klocka stanowi obwodowo zamknięta linia o charakterze łukowo-falistym. W klocku pokazanym na fig. 1 linię tę na odcinkach wypukłych a wyznaczają. pobocznicę dwóch walców 6, stykających się ze sobą pobocznicami, a których średnice D równe są wymiarowi modułu m. Odcinki wklęsłe b, mają kształt fragmentu pobocznicy walca 7, wprowadzonego od zewnątrz klocka we wnęki do położenia stycznego z oboma walcami 6. Średnica D, walca 7 jest równa średnicy D walca 6. Zestaw klocków według wynalazku zachowuje swe właściwości połączenia również w sytuacji gdy obrys klocka w zakresie odcinka wklęsłego b kształtowany jest walcem 7 o średnicy D, mniejszej od średnicy D walca 6.

Na prostopadłej do ścianek bocznych 1 ściance górnej 2 klocka znajdują się dwa walcowe czopy sprzęgające 3 o średnicy d rozstawione na wymiar modułu m i usytuowane

186 793 współosiowo z walcami 6. W celu ułatwienia czynności rozłączania klocków krawędź ścianki górnej 2 jest sfazowana. Wewnątrz, w strefie dolnej, otwartej od dołu bryły klocka znajdują się dwa gniazda 4, współosiowe z czopami sprzęgającymi 3. Gniazdo 4 stanowią trzy, skierowane dośrodkowo występy ustalające 5, usytuowane stycznie do okręgu o średnicy d czopa sprzęgającego 3 oraz rozstawione według kąta środkowego ω = 120°. W każdym z gniazd 4 jeden występ ustalający 5, usytuowany jest na wewnętrznej powierzchni ścianki bocznej 1 w osi symetrii odcinka wypukłego a, natomiast dwa pozostałe na wewnętrznych powierzchniach ścianek bocznych 1 przeciwległych odcinków wklęsłych b. Występ ustalający 5 znajdujący się w strefie odcinka wypukłego a ma postać powierzchni płaskiej, wyznaczonej cięciwą na okręgu wewnętrznej powierzchni ścianki bocznej 1. Występy ustalające 5 - w innych wykonaniach klocków opracowanych według niniejszego wynalazku - mogą być oczywiście ukształtowane w odmienny sposób, przykładowo jako garb skierowany do wnętrza gniazda 4. Także kątowe ich rozstawienie nie musi cechować się równym kątem środkowym ω = 120°, jednak największy kąt środkowy co nie powinien przekraczać wartości 135°.

Drugi z klocków, pokazany na fig. 5, 6, 7 i 8 ma kształt obrysu wyznaczony przez trzy stykające się walce 6, ułożone we wzór trójkąta równobocznego. Obrys klocka kształtowany jest według wspólnej dla wszystkich klocków zasady wyjaśnionej powyżej dla klocka z dwoma walcami 6, tutaj wyraźnie czytelnej z fig. 5. Odmiennym jest rozwiązanie gniazd 4, specyficzne dla grupy klocków o obrysie wyznaczanym przez więcej niż dwa walce 6 ułożone według linii zamkniętej, rozumianej jako linia łamana łącząca osie walców 6. Dwa występy ustalające 5 w gniazdach 4 przylegających do ścianki bocznej 1 klocka usytuowane są w rozstawieniu kąta środkowego ω = 120° symetrycznie względem osi symetrii odcinka wypukłego a, natomiast występ ustalający 5 tego gniazda 4 usytuowany od strony środkowej klocka stanowi powierzchnia zewnętrzna rurowego elementu ustalającego 8, mającego postać tulei połączonej czołowo ze ścianką górną 2. Według tej samej zasady ukształtowane są gniazda 4 klocków pokazanych na: fig.9 - dla klocka wyznaczonego przez walce 6 ułożone we wzór kwadratu, fig. 10 - dla klocka z walców 6 ułożonych we wzór rombu, oraz na fig. 11 - dla klocka z walców 6, ułożonych w prostokąt, którego obrys stanowi liniowe złożenie trzech klocków kwadratowych. W klocku rombowym, pokazanym na fig. 10 rurowy element ustalający 8 ma kształt spłaszczonej tulei, skierowanej osią wzdłużną zgodnie z dłuższą przekątną rombu.

Na rysunkach nie jest uwidoczniony klocek, którego obrys wyznaczony jest również przez więcej niż dwa walce 6 - ale które usytuowane są według linii otwartej, mogącej być linią prostą lub łamaną. W takich klockach w obu końcowych gniazdach 4 - identycznie jak w klocku z dwoma walcami 6 - jeden występ ustalający 5 znajduje się na wewnętrznej powierzchni ścianki bocznej 1 w osi symetrii odcinka wypukłego a, natomiast dwa pozostałe na wewnętrznych powierzchniach ścianek bocznych 1 przeciwległych odcinków wklęsłych b. W pozostałych, wewnętrznych gniazdach 4 usytuowanie występów ustalających 5 - wyznacza położenie jednego z nich w osi symetrii odcinka wypukłego a, dla klocka z walcami 6 ułożonymi nieprostoliniowo - krótszego odcinka wypukłego a.

Na figurze 12 pokazany jest przykładowy fragment złożenia kilku klocków według wynalazku. U góry znajduje się klocek wyznaczony przez pięć walców 6, ułożonych we wzór pięcioboku równobocznego, stanowiącego złożenie opisanych powyżej klocków: kwadratowego i trójkątnego. W tej samej warstwie znajduje się klocek trójkątny połączony przez usytuowany w warstwie niższej klocek rombowy. W wystające w dół - poza obrysem klocka rombowego - gniazdo klocka trójkątnego wprowadzony jest czop sprzęgający 3, kolejnego klocka rombowego, położonego w warstwie dolnej. Klocek ten może przyjmować dowolne położenie kątowe w zakresie kąta odchylania a. Na fig. 13 pokazany jest zestaw złożony z klocka o obrysie równoległoboku, do którego u góry przyłączone są dwa klocki trójkątne z których występujący w warstwie górnej może być usytuowany w dowolnym położeniu w zakresie kąta odchylania a. W skrajne prawe gniazdo 4 równoległobocznego klocka wsunięty jest czop sprzęgający 3 klocka podwójnego. Na drugi czop sprzęgający 3 klocka podwójnego nałożony jest klocek trójkątny. Taki zestaw umożliwia dowolność wyboru kątowych położeń klocków podwójnego i trójkątnego, w zakresach oznaczonych na fig. 13 kątami odchylania cc.

186 793

186 793

Fig.11.

186 793

Fig.12.

186 793

Fig.13.

186 793

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (8)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zestaw klocków do układania modeli przestrzennych, w których każdy klocek stanowi bryłę otwartą od dołu, wyznaczoną równoległymi w przekroju poprzecznym ściankami bocznymi i prostopadłą do nich płaską ścianką, górną, na ściance górnej wyposażony w walcowe czopy sprzęgające rozstawione w odległościach modułu, oraz którego ścianki boczne przy czopach sprzęgających usytuowanych narożnikowo są walcowo zaokrąglone promieniem wymiarowo równym połowie modułu a zakreślonym z osi czopa sprzęgającego, ponad to wewnątrz, w strefie dolnej każdego klocka posiadający gniazda, współosiowe z czopami sprzęgającymi, znamienny tym, że w widoku z góry kształt powierzchni zewnętrznej ścianki bocznej (1) każdego klocka stanowi obwodowo zamknięta linia o charakterze łukowo-falistym, wyznaczona na odcinkach wypukłych (a), przez pobocznice walców (6) stykających się pobocznicami, których, średnice (D) są równe wymiarowi modułu (m), a na odcinkach wklęsłych (b) kształt ścianki bocznej (1) określony jest przez fragment pobocznicy walca (7) wprowadzonego od zewnątrz klocka we wnękę do położenia stycznego z obu walcami (6), a którego średnica (D,) jest nie większa od średnicy (D) walca (6) wyznaczającego odcinek wypukły (a).
2. 2. Zestaw klocków według zastrz. 1, znamienny tym, że gniazdo (4) czopa sprzęgającego (3) stanowią trzy, skierowane dośrodkowo, pionowe występy ustalające (5), usytuowane stycznie do okręgu o średnicy (d) czopa sprzęgającego (3) oraz rozstawione korzystnie według kąta środkowego (co) co 120°.
3. 3. Zestaw klocków według zastrz. 2, znamienny tym, że w obu gniazdach (4) klocka wyznaczonego przez dwa walce (6) jeden występ ustalający (5) jest usytuowany na wewnętrznej powierzchni ścianki bocznej (1) w osi symetrii odcinka wypukłego (a), a dwa pozostałe na wewnętrznych powierzchniach ścianek bocznych (1) przeciwległych odcinków wklęsłych (b).
4. 4. Zestaw klocków według zastrz. 2, znamienny tym, że w końcowych gniazdach (4) klocka wyznaczonego przez więcej niż dwa walce (6), ustawione według linii otwartej jeden występ ustalający (5) znajduje się na wewnętrznej powierzchni ścianki bocznej (1) w osi symetrii odcinka wypukłego (a), a dwa pozostałe występy ustalające (5) na wewnętrznych powierzchniach ścianek bocznych (1) przeciwległych odcinków wklęsłych (b), natomiast w każdym wewnętrznym gnieździe (4) takiego klocka usytuowanie występów ustalających (5) wyznacza położenie jednego z nich w osi symetrii odcinka wypukłego (a), krótszego dla klocka z walcami (6) ułożonymi nieprostoliniowo.
5. 5. Zestaw klocków według zastrz. 2, znamienny tym, że w klockach o kształcie wyznaczonym przez więcej niż dwa walce (6), ułożone według linii obwodowo zamkniętej dwa występy ustalające (5) w gniazdach (4) przylegających do ścianki bocznej (1) klocka usytuowane są symetrycznie względem osi symetrii odcinka wypukłego (a), a występ ustalający (5) tego gniazda (4) usytuowany od strony środkowej klocka stanowi powierzchnia zewnętrzna rurowego elementu ustalającego (8), połączonego czołowo ze ścianką górną (2).
6. 6. Zestaw klocków według zastrz. 5, znamienny tym, że w klocku wyznaczonym przez trzy walce (6) ułożone we wzór trójkąta równobocznego i w klocku wyznaczonym przez cztery walce (6) ułożone we wzór kwadratu rurowy element ustalający (8) ma kształt tulei, współosiowej ze środkiem klocka.
7. 7. Zestaw klocków według zastrz. 5, znamienny tym, że w klocku wyznaczonym przez cztery walce (6) ułożone we wzór rombu rurowy element ustalający (8) ma kształt spłaszczonej tulei, skierowanej osią wzdłużną zgodnie z dłuższą przekątną rombu.

   186 793
8. 8. Zestawklockówwedhigzastr/.l, znamieimy tym, że w przekroju popreecrnymwystęp ustalający (5) na wewnętrznej powierzchni ścianki bocznej (1) odcinka wypukłego (a) ma postać cięciwy okręgu.