SK500182020U1 - Stavebnica so základným prvkom a spojovacím kolíkom - Google Patents

Abstract

Stavebnica zahŕňa aspoň jeden základný prvok (1) a aspoň jeden samostatný spojovací kolík (3). Základný prvok (1) má teleso, kde v stene (7) je aspoň jeden spojovací otvor (2) vedený kolmo na stenu (7), pričom spojovací otvor (2) prechádza cez teleso základného prvku (1) ako priechodná dutina a spojovací otvor (2) je prispôsobený na zasunutie spojovacieho kolíka (3). Všetky spojovacie otvory (2) v telese sú vzájomne priestorovo mimobežné.

Description

Oblasť techniky

Technické riešenie sa týka stavebnice, ktorá zahrňuje základný prvok so spojovacími otvormi, do ktorých sa vkladá spojovací kolík určený na spojenie so susedným prvkom stavebnice, pričom základný prvok umožňuje spájanie prvkov vo všetkých troch priestorových smeroch. Stavebnica okrem základného prvku zvyčajne obsahuje aj násobné prvky, odvodené a kombinované prvky.

Doterajší stav techniky

Stavebnice plnia dôležitú funkciu pri rozvoji rôznych schopností detí, predovšetkým rozvíjajú kreativitu, priestorovú predstavivosť, zručnosť a jemnú motoriku. Podľa veku, pre ktorý sú stavebnice určené, majú rôznu veľkosť základných prvkov a rôznu zložitosť skladania.

Je známy a je aj komerčne rozšírený systém spájania kociek pomocou výstupkov, kde výstupky sú na jednej strane kocky a na protiľahlej strane je kocka opatrená dutinami, do ktorých zapadnú výstupky susednej kocky. Takéto riešenie podľa DE2242046A1 je užívateľsky jednoduché, ale umožňuje budovať stavbu len v smere, v ktorom sú orientované výstupky, čo obmedzuje stavebné možno s ti a kreativitu.

Spis podľa zverejnenia EP0498368A2 opisuje stavebnú kocku so slepými otvormi v strede každej steny, pričom do otvorov sa vkladajú kolíky so štvorcovým prierezom Toto usporiadanie umožňuje vytvoriť rotačné tuhé spojenie stavebných kociek, ale má len obmedzené možnosti spájania, keďže kolík sa môže vsunúť len medzi kocky v oddialenej pozícií, kolík sa nedá vložiť medzi už priliehajúce steny kociek. Tento nedostatok čiastočne odstraňujú riešenia ako napríklad EP0911070A2, GB773652A, kde stavebná kocka má priechodné otvory na spojovacie kolíky.

Zverejnenia US3854237A, US4182072A opisujú stavebné prvky, najmä v tvare kocky alebo hranola, kde stavebný prvok má priechodné otvory určené na vloženie spojovacieho kolíka. Spojovací kolík je samostatný a prechádza cez otvory v aspoň dvoch susediacich prvkov. Podobný princíp používa usporiadanie podľa zverejnenia EP2656890A1, kde sú opísané aj viacnásobné stavebné prvky. Nevýhodou týchto riešení je, že po zasunutí spojovacieho kolíka cez stred stavebného prvku sa otvory z ostatných smerov stávajú nepriechodné (slepé), čím zanikne výhoda univerzálnej možnosti spájania.

Je žiadané nové technické riešenie, ktoré bude konštrukčne jednoduché, umožní budovať stavebnicu do priestorovej sústavy vo všetkých troch smeroch, pričom by povrch stavebného prvku mal byťbez výstupkov, ktoré zhoršujú dezén vytvoreného diela. Pri novom technickom riešení sa majú stavebné prvky spájať pomocou spojovacích kolíkov tak, že spojovacie kolíky prechádzajú voľne skrz viacero stavebných prvkov v ktoromkoľvek smere.

Podstata technického riešenia

Uvedené nedostatky v podstatnej miere odstraňuje stavebnica, ktorá zahrňuje aspoň jeden základný prvok a aspoň jeden samostatný spojovací kolík, kde základný prvok má teleso, ktorého aspoň tri susediace vonkajšie steny sú navzájom kolmé a v každej takejto stene je aspoň jeden spojovací otvor vedený kolmo na stenu, pričom spojovací otvor prechádza cez teleso základného prvku a spojovací otvor je prispôsobený na zasunutie spojovacieho kolíka, ktorý je určený na spojenie základného prvku so susednýmprvkomstavebnice, podľa tohto technického riešenia, ktorého podstata spočíva v tom, že všetky spojovacie otvory v telese sú vzájomne priestorovo mimobežné. Spojovacie otvory sú pritom priestorovo mmrobežné tak, že mimobežné sú nielen ich osi, ale celý profil každého spojovacieho otvoru je samostatný a nie je v prieniku s profilominého spojovacieho otvoru. Spojovacie otvory sú umiestnené na každej čelnej ploche tak, aby žiaden spojovací kolík nemohol zasahovať do iného otvoru, resp. nemohol prekážať zasunutiu iného spojovacieho kolíka z iného smeru. Dutina každého spojovacieho otvom siaha od jednej steny základného prvku až po protiľahlú stenu, výhodne týmtvorí neprerušovaný a samostatný tunelurčený na vedenie a na prítomnosť spojovacieho kolíka.

Mimobežnosť spojovacích otvorov predstavuje podstatnú výhodu v tom, že spojovacie kolíky môžu cez teleso základného prvku prechádzať samostatne z rôznych smerov bez toho, aby sa vzájomne obmedzovali. To znamená, že spojovacie kolíky, ak sú zasunuté v jednom základnom prvku vo všetkých troch smeroch, nie sú vo vzájomnej kolízií. Z toho vyplýva kritérium, že spojovacie otvory v telese jedného základného prvku nemôžu všetky prechádzať stredom telesa. Ak jeden zo spojovacích otvorov prechádza stredomtelesa, ostatné spojovacie otvory musia prechádzať mimo stredu telesa. Pritom je však vhodné, ak spojovacie otvory na každej vzájomne kolmej stene sú na tejto stene umiestnené symetricky, aby sa dal základný prvok používať v rôznej polohe.

Tento rozpor medzi požiadavkou na priestorovú mimobežnosť všetkých spojovacích otvorov a medzi potrebou symetrického umiestnenia spojovacích otvorov v rámci každej steny sa dá výhodne vyriešiť usporia

S K 50018-2020 U1 daním, kde na prvej stene základného prvku je prvá dvojica spojovacích otvorov s rovnakýmpriemerom, oba spojovacie otvory rovnobežne predchádzajú cez celé teleso základného prvku, spojovacie otvory prvej dvojice sú vzájomne od seba vzdialené aspoň na rozmer priemeru spojovacieho otvoru, pričom osi oboch spojovacích otvorov prvej dvojice ležia v prvej rovine, ktorá je kolmá na prvú stenu a prechádza stredom prvej steny. Vzdialenosť spojovacích otvorov predstavuje vzdialenosť priľahlých okrajov spojovacích otvorov, teda určuje veľkosť medzery medzi nimi, ktorou v inom smere môže prechádzať rovina s ďalšou dvojicou spojovacích otvorov. Zároveň stred spojnice spojovacích otvorov na prvej stene je v strede prvej steny.

Toto rozmiestnenie spojovacích otvorov vytvára symetrickosť umiestnenia dvojice voči stredu steny, ale pritom dutiny spojovacích otvorov neprechádzajú stredomtelesa a ponechávajú v stredovej zóne telesa voľný priestor so šírkou aspoň v rozmere priemeru spojovacích otvorov. Vďaka tomu sa na druhej stene základného prvku umiestni druhá dvojica spojovacích otvorov s osami v druhej rovine, kde tieto spojovacie otvory majú rovnaké usporiadanie ako prvá dvojica na prvej stene, ale sú v priestore natočené tak, že druhá rovina je kolmá na prvú rovinu a zároveň druhá rovina pretína prvú rovinu v línií, ktorá je osou symetrie prvej dvojice spojovacích otvorov.

Pri tomto vzájomnom priestorovomvzťahu prvej a druhej dvojice spojovacích otvorov sú dutiny všetkých štyroch spojovacích otvorov mmrobežné a zároveň sú spojovacie otvory v rámci jednej dvojice rovnobežné a pritom symetricky umiestnené v rámci jednej steny. Dutina žiadneho spojovacieho otvoru neprechádza stredovým bodom telesa a priestorové pootočenie druhej dvojice oproti prvej dvojici umožňuje, aby na tretej stene základného prvku bola umiestnená tretia dvojica spojovacích otvorov s osami v tretej rovine, kde tieto spojovacie otvory majú rovnaké usporiadanie ako pri prvej a druhej dvojici na prvej a druhej stene, ale sú v priestore natočené tak, že tretia rovina je kolmá na prvú a zároveň na druhú rovinu a zároveň tretia rovina pretína druhú rovinu v línií, ktorá je osou symetrie druhej dvojice spojovacích otvorov. Prvá, druhá a tretia rovina sú vzájomne kolmé a všetky sa pretínajú v stredovom bode telesa. Poloha a vzdialenosť spojovacích otvorov v rámci príslušnej steny je rovnaká ako na ostatných dvoch stenách, čo umožní používať základný prvok v ľubovoľnej polohe a pritom dutiny všetkých šiestich spojovacích otvorov sú bez vzájomného prieniku. Vďaka tomu cez dutiny spojovacích prvkov môžu prechádzať samostatne vedené spojovacie kolíky a tie môžu priebežne prechádzať cez viacero prvkov stavebnice.

Vo výhodnom usporiadaní má základný prvok teleso s vonkajším tvarom kocky. V takom prípade má základný prvok šesť dutín, ktoré predchádzajú v prvej, druhej a tretej navzájom kolmej rovine, každá dutina pritom prechádza zjednej steny kocky na protiľahlú stenu kocky, všetky spojovacie otvory sú pritomrovnaké. Je výhodné, ak stavebnica obsahuje viacero základných prvkov s tvaromkocky.

Základný prvok môže mať rozmery rádovo v mm. Obmedzením zmenšovania základného prvku je minimálny praktický rozmer spojovacieho kolíka tak, aby sa s ním mohlo narábať prstami bez náradia. Rozmer steny základného prvku v podobe kocky môže byť 10 až 50 mm, ale môže byť aj rádovo v dm, napríklad pre stavanie v exteriéri.

Zo základných prvkov v tvare kocky sa dá s určitým zjednodušením vytvoriť akýkoľvek tvar štruktúry. Výstavba výlučne pomocou rovnakých kociek je tiež užívateľsky zaujímavá s ohľadom na rozšírené 3D sandboxové hry, kde sa hráč pohybuje voľne vo virtuálnom svete zkociek. Je však zároveň výhodné, ak stavebnica zahrňuje aj násobný a/alebo odvodený a/alebo kombinovaný prvok, pričom tieto prvky sú vždy kompatibilné so základným prvkom stavebnice.

Násobný prvok je tvorený zlúčením dvoch alebo viacerých základných prvkov do jedného telesa. Napríklad zlúčením dvoch základných prvkov s tvarom kocky vzniká násobný prvok v tvare hranola, ktorý má jednu stranu dvojnásobne dlhšiu ako je rozmer steny základného prvku. Zlúčenie, zjednotenie základných prvkov vytvorí násobný prvok tak, že spojovacie otvory sú na dlhšej stene umiestnené v rovnakom rastri ako pri základnom prvku a všetky spojovacie otvory sú naďalej priechodné. Násobný prvok môže zahrňovať rôzny počet základných prvkov, zvyčajne dva, tri až prípadne desiatky. Násobný prvok môže tiež predstavovať gednotenie viacerých základných prvkov, ktoré sú umiestnené v rôznomuhlovomalebo tvarovomzoskupení napríklad do tvaru L alebo U a podobne.

Odvodený prvok je tvorený zo základného alebo násobného prvku tak, že teleso odvodeného prvku je výsekom alebo odsekom základného alebo násobného prvku. Plochy rozdelenia alebo viaceré plochy rozdelenia pretínajú pôvodné teleso základného alebo násobného prvku, plocha rozdelenia môže byť definovaná rovinou alebo valcovou plochou alebo priestorovou krivkou, pričom je výhodné ak aspoň jedna stena pôvodného základného prvku alebo násobného prvku zostane celá, bez prieniku s plochou rozdelenia. Poloha spojovacích otvorov zostane v odvodenom prvku rovnaká ako pred „rezom“ základného prvku alebo násobného prvku. Odvodený prvok môže mať tvar napríklad ihlana, klinu, pyramídy, tvar zužujúceho sa hranola a podobne. Odvodený prvok môže mať zaoblený výrez, oblúk a podobne. Je výhodné, ak sa v rámci odvodeného prvku zachovajú aspoň časti troch navzájom kolmých stien tvoriace jeden roh, čo umožní pripojovať odvodený prvok v troch smeroch.

Spojovací kolík má priemer, ktorý zodpovedá priemeru spojovacích otvorov s určitou vôľou tak, aby sa spojovací kolík mohol ručne, bez neprimerane veľkej námahy vložiť a zasunúť do spojovacieho otvoru. Je

S K 50018-2020 U1 výhodné, ak spojovací kolík a spojovací otvor majú vzájomne pôsobiace pružné západky alebo podobné mechanicky pôsobiace prvky, ktoré zabezpečia, že spojovací kolík zapadne v správnej polohe a v tejto polohe pridržuje spojenie so zvolenou tuhosťou. Zapadnutie západky do drážky blokuje polohu spojovacieho kolíka v dutine spojovacieho otvoru, pričom na prekonanie tohto spojenia je potrebná sila, ktorej veľkosť sa dá zvoliť konštrukciou dvojice západka/drážka. teda najmä rozmermi a materiálovou volbou. Veľkosť odblokovacej sily potrebnej na uvoľnenie spojovacieho kolíka bude pritom nastavená podľa vekového určenia stavebnice, prípade podľa účelu stavebnice, keďže stavebnicu podľa tohto technického riešenia je možné použiť aj na výstavbu stabilnejších štruktúr, napríklad pre prezentačné a výstavné účely a podobne.

Spojovací kolík má dĺžku, ktorá je dostatočná na to, aby na svojich koncoch spojil aspoň dva základné prvky. Je výhodné, ak spojovací kolík má dĺžku rovnakú ako je rozmer steny základného prvku s tvarom kocky alebo spojovací kolík má dĺžku v celom násobku rozmeru steny základného prvku s tvarom kocky.

V jednom vyhotovení majú dutiny spojovacích otvorov obvodové drážky, do ktorých zapadne pružný výčnelok zo spojovacieho kolíka. V inom vyhotovení môže byť obvodová drážka umiestnená na spojovacom kolíku a pružné výčnelky sú umiestnené na strane spojovacích otvorov. Spojovací kolík môže byť vyrobený z pružného plastu alebo tiež z dreva a podobne.

Aby sa mohli na oboch koncoch spojovacieho kolíka jednoducho vytvoriť pružné západky aj pri malom priemere spojovacieho kolíka, môže byť koniec spojovacieho kolíka rozvetvený do dvoch alebo viacerých segmentov, medzi ktorými je medzera. Na segmentoch je navonok orientovaný výčnelok, ktorý je určený na zapadnutie do obvodovej drážky v dutine spojovacieho otvoru. Keď výčnelok prechádza cez dutinu spojovacieho otvoru mimo obvodovej drážky, je stláčaný povrchom dutiny, pričom segmenty na koncoch spojovacieho kolíka sú stlačené k sebe. Medzera medzi segmentmi spojovacieho kolíka by mala mať rozmer, ktorý zodpovedá aspoň rozdielu priemeru obvodovej drážky a priemeru dutiny spojovacieho otvoru. Hrot segmentu môže byť zaoblený alebo skosený do kužeľa, aby sa uľahčilo zavádzanie konca spojovacieho kolíka do spojovacieho otvom.

Je výhodné, ak v dutine spojovacieho otvoru je viacero obvodových drážok. Vprípade základného prvku s tvarom kocky sú v dutine spojovacieho otvoru štyri rovnomerne vzdialené obvodové drážky, pričomobvodové drážky pri okraji dutiny sú vzdialené od okraja v 1/8 dĺžky dutiny. To znamená, že prvá obvodová drážka je v 1/8 dĺžky dutiny, druhá v 1/8 + 1/4 dĺžky dutiny, tretia v 1/8 + 1/4 + 1/4 dĺžky dutiny, štvrtá v 1/8 + 1/4 + 1/4 + 1/4 dĺžky dutiny, teda v 1/8 z opačnej strany dutiny. Pri tejto polohe sú obvodové drážky umiestnené symetricky a spojovací kolík s dĺžkou rovnakou ako je rozmer steny základného prvku má výčnelky vo vzdialenosti 1/8 od okraja. Spojovací kolík pritom môže pridržiavať dva susedné základné prvky tak, že je zasunutý v rôznej hĺbke dutiny spojovacieho otvoru.

Okrem základnej dĺžky spojovacieho kolíka môže stavebnica obsahovať aj násobný spojovací kolík alebo skrátený spojovací kolík s dĺžkou 3/4 dĺžky alebo 1/2 dĺžky základného spojovacieho kolíka. Skrátený spojovací kolík s polovičnou dĺžkou môže tvoriť zaslepovací kolík, ktorý má pružné segmenty s výčnelkami len na jednom konci. Takýto zaslepovací kolík bude výhodne použitý na zaslepenie spojovacieho otvoru na pohľadovej strane alebo na spájanie v skrátených dutinách odvodených prvkov, kde rezová rovina skrátila dĺžku dutiny spojovacieho otvoru. Na takýto účel môže byť výhodne použitý spojovací kolík s dĺžkou 3/4 dĺžky základného spojovacieho kolíka. Spojovacie kolíky alebo zaslepovacie kolíky’ môžu mať čelo alebo celé telo vyhotovené vo farbe základných, odvodených alebo kombinovaných prvkov. V takom prípade sa kolíky vizuálne potlačia v celkovom vzhľade vybudovanej štruktúry. V inom vyhotovení môžu byť tieto kolíky alebo aspoň ich čelá vyfarbené v odlišnej, napríklad kontrastnej farbe oproti farbe základných, odvodených alebo kombinovaných prvkov. Potom je odlišná farebnosť použitá na vytvorenie plánovaného vizuálneho efektu v celkovom vzhľade.

Detailné prevedenie spojovacích otvorov a spojovacích kolíkov bude zvolené aj podľa veľkosti stavebných prvkov a podľa použitého materiálu. Stavebné prvky môžu byť vyrobené z plného materiálu, napríklad z dreva alebo plastu alebo skla. Stavebné prvky, najmä pri väčšej veľkosti, budú výhodne vyrobené zplastu tak, že matEriál nEvyplňa CEÍé vnútro tslssa stavsbného prvku. Pri vsľkých rozmEroch stavEbných prvkov, napríklad pre exteriérové stavsbnics, môže byť stavsbný prvok vyrobsný z plochých platní, ktoré majú spojovacie otvory a dutiny spojovacích otvorov sú ohraničené rúrkami, ktoré sú pripevnené do vnútra telesa stavebného prvku.

Keďže po vložení spojovacieho kolíka do dutiny v telese prvku stavebnice spojovací kolík nevytŕča von, je vhodné, ak stavebnica zahrňuje pomôcku, ktorá má vytláčací tŕň. Priemer tŕňa je rovnaký, resp. menší ako je priemer spojovacieho otvoru a dĺžka tŕňa je polovičná alebo aspoň rovnaká alebo väčšia ako je dĺžka dutiny, výhodne ako je dĺžka najdlhšej dutiny všetkých prvkov použitých v stavebnici. Vtlačením tŕňa do spojovacieho otvoru sa vysunie spojovací kolík alebo viaceré spojovacie kolíky. Tŕň môže byť spojený s rukoväťou na ľahšiu manipuláciu. Je tiež vhodné, ak pomôcka má dva vytláčacie tŕne, ktoré sú rovnobežné a od seba vzdialené v rovnakom rozstupe ako dvojica spojovacích otvorov na stene základného prvku. Pri tomto usporiadaní sajednýmpohybomvytláčajú spojovacie kolíky v dvoch líniách.

S K 50018-2020 U1

Ako obzvlášť pohodlná pri výstavbe a následne aj pri rozoberaní sa osvedčila pomôcka, ktorá má na jednej strane rukoväte dva tŕne s dĺžkou v hodnote polovice rozmeru steny základného prvku s tvarom kocky a na druhej strane mkoväte sú dva tŕne s dĺžkou v hodnote celého rozmeru steny základného prvku s tvarom kocky.

Výhodou predloženého technického riešenia je jednoduché vytváranie priestorových štruktúr rôznych tvarov s vysokou pevnosťou a tuhosťou, pričom výstavba je intuitívna a smer pripájania susedných prvkov je ľubovoľný. Dôležitá výhoda stavebnice podľa tohto technického riešenia spočíva vo vzájomnej polohe spojovacích otvorov, vďaka čomu sa spojovacie kolíky môžu vkladať vo všetkých smeroch bez kolízie so spojovacími kolíkmi z iného smeru. Povrch vytvoreného diela je hladký bez výstupkov, ktoré v iných systémoch stavebníc vytvárajú prostriedok na spájanie. Hladký povrch lepšie zodpovedá požadovanému vizuálu vytváranej konštmkcie.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Technické riešenie je bližšie vysvetlené pomocou obrázkov 1 až 33. Výobrazená mierka jednotlivých prvkov, tvary postavených konštrukcií sú len príkladom a nemajú byť vysvetľované ako znalý obmedzujúce rozsah ochrany. Na obrázkoch 12, 14, 16, 18 a 25 označuje pozícia číslo 1 pomyselný základný prvok, akoby bol použitý na vytvorenie odvodeného alebo násobného prvku. Vpodobnomzmysle je na obrázku 20 použitá pozícia číslo 8.

Na obrázku 1 je priestorovo zobrazený základný prvok s tvarom kocky, kde sú viditeľné dvojice spojovacích otvorov na každej stene a čiastočne sú viditeľné obvodové drážky v dutinách spojovacích otvorov, ktoré sú určené na pridržiavanie spojovacích kolíkov.

Obrázok 2 zachytáva priehľadný pohľad na šesť dutín spojovacích otvorov v telese základného prvku. V tomto pohľade nie sú pre prehľadnosť zobrazené obvodové drážky.

Na obrázku 3 je rez telesom základného prvku v prvej rovine, kde sú zobrazené obvodové drážky v dutinách spojovacích otvorov.

Obrázok 4 je priestorový pohľad na spojovací kolík vo vyhotovení, kde na oboch okrajoch spojovacieho kolíka sú dva pružné segmenty. Obrázok 5 je rez spojovacieho kolíka v stredovej rovine, ktorá je kolmá na rovinu medzery medzi pružnými segmentmi. Následne obrázok 6 znázorňuje deformáciu pružných segmentov pri zavádzaní spojovacieho kolíka do dutiny spojovacieho otvoru.

Na obrázku 7 je zachytený prierez dvoch základných prvkov, ktoré sú spojené dvoma spojovacími kolíkmi, pričom je vyobrazená odlišná hĺbka zasunutia spojovacích kolíkov.

Obrázok 8 v priestorovom pohľade zobrazuje spojenie troch základných prvkov s tvarom kocky do rohovej pozície. Jeden spojovací kolík je zobrazený v čiastočne zasunutom stave, ostatné tri kolíky sú zasunuté do polovice hĺbky zasunutia v jednom základnom prvku. Následne na obrázku 9 je rovnaká pozícia troch základných prvkov v priestorovom pohľade z odlišného smeru než na obrázku 8.

Obrázok 10 vyobrazuje trojrozmerné možnosti spájania základných prvkov.

Na obrázkoch 11 a 12 je vyobrazený odvodený prvok, ktorý vznikol podľa obrázku 12 rezom základného prvku (s číslom pozície 1) v tvare kocky. Na obrázku 11 je zobrazená skosená plocha odvodeného prvku, kde je vidieť zvyšky dutín spojovacích otvorov po reze rovinou, ktorá predchádza uhlopriečkou jednej steny základného prvku, z ktorej je prvok odvodený.

Na obrázkoch 13 a 14 je vyobrazený odvodený prvok, ktorý vznikol podľa obrázku 14 dvoma rezmi základného prvku v tvare kocky. Na obrázku 14 sú zobrazené dve skosené plochy odvodeného prvku, kde je vidieť zvyšky dutín spojovacích otvorov po reze rovinami, ktoré predchádzajú uhlopriečkami dvoch susedných stien základného prvku, z ktorej je prvok odvodený.

Na obrázkoch 15 a 16 je vyobrazený odvodený prvok, ktorý vznikol podľa obrázku 16 štyrmi rezmi základného prvku v tvare kocky. Na obrázku 16 sú zobrazené skosené plochy odvodeného prvku, kde je vidieť zvyšky dutín spojovacích otvorov po reze rovinami, ktorými sa zo základného prvku stáva odvodený prvok v tvare pyramídy.

Na obrázkoch 17 a 18 je vyobrazený násobný prvok, ktorý vznikol podľa obrázku 18 zlúčením dvoch základných prvkov s tvaromkocky. Na obrázku 18 sú zobrazené dva základné prvky s tvaromkocky, ktoré sú k sebe priradené v priamej pozícii.

Obrázky 19, 20 a 21 zobrazujú odvodený prvok, ktorý vznikol podľa obrázku 20 rezom jednou rovinou cez násobný prvok, ktorý je vytvorený zlúčením dvoch základných prvkov s tvaromkocky. Na obrázku 21 je zobrazené vyhotovenie, kde sú zachované aj zvyšky dvoch dutín spojovacích otvorov, ktoré sú deliacou rovinou rezané pozdĺž osi.

Na obrázku 22 je znázornená poloha pripojenia odvodeného prvku z obrázku 19 a následne na obrázku 23 je pre porovnanie vy obrazenápoloha pripojenia odvodeného prvku z obrázku 20.

S K 50018-2020 U1

Na obrázkoch 24, 25 a 26 je znázornený kombinovaný prvok, ktorý zahrňuje násobný prvok kombinovaný s odvodeným prvkom. Na obrázku 25 sú vyobrazené tri základné prvky s tvarom kocky zostavené do rohovej pozície, pričom cez základný prvok v jednom rohu je vedený rez valcovou plochou. Následne na obrázku 26 je príklad použitia kombinovaného prvku z obrázku 24 na zostavenie oblúkovej klenby spolu so základnými a odvodenými prvkami.

Obrázok 27 je pohľad na zaslepovací kolík v porovnaní so skráteným kolíkom V priestorovom priehľadnom pohľade na obrázku 28 a v rezovom bokoiysnom pohľade na obrázku 29 je viditeľný príklad použitia zaslepovacieho kolíka.

Skrátený spojovací kolík je zobrazený na obrázku 30, kde je zasunutý v spojení základného a odvodeného prvku. Na obrázku 31 je porovnávací pohľad na zaslepovací kolík, spojovacíkolík a skrátený kolík.

Na obrázkoch 32 a 33 je zobrazená pomôcka s dvoma pármi tŕňov. Na obrázku 32 je priestorový pohľad na pomôcku, následne na obrázku 33 je kratšia dvojica tŕňov zasunutá do základného prvku tak, že spojovacie kolíky vytlačené tŕňmi sú v polovičnej hĺbke základného prvku.

Príklady uskutočnenia

Príklad 1

V tomto príklade podľa obrázkov 1 až 10 má základný prvok 1 tvar kocky s rozmerom steny a. Teleso základného prvku 1 je v tomto príklade vyrobené z plastu. Na každej stene 7 je dvojica spojovacích otvorov 2, ktoré sú vedľa seba umiestnené tak, že stred spojnice ich osí je v strede steny 7, teda spojovacie otvory 2 sú symetrické cez stred steny 7 základného prvku 1. Na prvej stene 71 je dvojica spojovacích otvorov 2 tak, že osi spojovacích otvorov 2 sú v prvej rovine 4, spojovacie otvory 2 na druhej stene 72 majú osi v druhej rovine 5 a spojovacie otvory 2 na tretej stene 73 majú osi v tretej rovine 6. Prvá rovina 4, druhá rovina 5, tretia rovina 6 sú vzájomne kolmé a pretínajú sa v strede kocky základného prvku 1. Zároveň je priemer všetkých spojovacích otvorov 2 rovnaký. Vzájomná vzdialenosť osí spojovacích otvorov 2 na jednej stene 7 je väčšia ako je priemer spojovacích otvorov 2 a táto vzdialenosť je na všetkých stenách 7 rovnaká. Dvojice spojovacích otvorov 2 sú na jednotlivých stenách 71, 72, 73 umiestnené v stredovej línií príslušnej steny 7, kde táto stredová línia je rovnobežná s hranou kocky a pritom sú dvojice vzájomne medzi stenami 71, 72, 73 natočené tak, že sa dutiny spojovacích otvorov 2 v stredovej zóne základného prvku 1 vzájomne obchádzajú bez vzájomnej interferencie. Dutiny všetkých spojovacích otvorov 2 pritom prechádzajú priebežne cez celé teleso základného prvku 1 z jednej steny 7 na protiľahlú stenu 7.

Dutiny spojovacích otvorov 2 majú vytvorené štyri obvodové drážky 12, ktoré sú vo vzdialenosti 1/8,3/8, 5/8 a 7/8 dĺžky dutiny, teda rozmeru a.

Do spojovacích otvorov 2 zapadá spojovací kolík 3, ktorý je v tomto príklade vyrobený z pružného plastu a má dĺžku rovnakú ako rozmer steny a. Spojovací kolík 3 má v tomto príklade kruhový vonkajší prierez, zodpovedajúci kruhovému prierezu spojovacích otvorov 2, priemer spojovacieho kolíka 3 je od priemeru spojovacích otvorov 2 zmenšený o vôľu, ktorá zabezpečuje ľahké vkladanie spojovacieho kolíka 3 do spojovacieho otvoru 2. Oba konce spojovacích kolíkov 3 sú zakončené dvoma segmentmi, ktoré vychádzajú z plného kruhového prierezu materiálu v strede spojovacieho kolíka 3. Medzera medzi dvoma segmentmi a pružnosť použitého materiálu umožňuje stlačenie segmentov k sebe. Priečny prierez každého segmentu je odsekom kružnice, ktorá je menšia ako polkruh. Na všetkých segmentoch je vo vzdialenosti 1/8 rozmeru a od okraja vytvorený výčnelok 13, ktorý je veľkosťou a tvaromprispôsobený na zapadnutie do obvodovej drážky 12 v dutinách spojovacích otvorov 2. Medzera medzi dvoma segmentmi na každom konci je veľká aspoň ako rozdiel medzi priemerom spojovacích otvorov 2 a priemerom spojovacieho kolíka 3 v mieste výčnelkov 13 v nestlačenom stave. Medzera teda umožňuje pružné stlačenie výčnelkov 13 na priemer spojovacieho otvoru 2 bez poškodenia. Zároveň veľkosť medzery určuje maximálnu prípustnú deformáciu segmentu tak, aby nedošlo k zlomeniu segmentu.

Ako je znázornené na obrázkoch 7 až 10 spojovací kolík 3 spája susedné základné prvky 1, pričom výčnelky 13 zapadnuté do obvodových drážok 12 vytvárajú relatívne tuhú mechanickú väzbu spojenia. Spojovacie kolíky 3 môžu byť vložené do základného prvku 1 z ktoréhokoľvek smeru bez ohľadu na spojovacie kolíky 3 už vložené z iných smerov.

Stavebnica umožňuje vytvárať rozmanité priestorové štruktúry, povrch vytvorenej štruktúry je bez spojovacích vý stupkov.

Základný prvok 1 je v tomto príklade vyrobený z plného materiálu, napríklad vstrekolisom vo forme s posúvačnú alebo 3D tlačou. V tomto príklade je zvolená technológia výroby s plným materiálom kocky s prihliadnutím na relatívne malý rozmer a oproti priemeru spojovacích otvorov 2. V takom prípade je hrúbka materiálu v jednotlivých stenách71, 72, 73 telesa relatívne rovnaká.

S K 50018-2020 U1

Príklad 2

V tomto príklade je základný prvok 1 s geometriou podľa predchádzajúceho príkladu vyrobený ako dutý, kde dutiny spojovacích otvorov 2 sú ohraničené rúrkami, ktoré prechádzajú z jednej steny 7 k protiľahlej stene 7. Teleso základného prvku 1 je zvarené ultrazvukom z troch dielov. Každý diel má dve navzájom kolmé steny 7. Z jednej steny 7 vychádzajú dve rúrky, ktoré tvoria dutiny dvoch spojovacích otvorov 2. Druhá stena 7 má len dva spojovacie otvory 2 v stene 7, ktoré sú určené na spojenie s koncami dvoch rúrok ďalšieho dielu. Zvarením troch dielov sa vytvorí kocka základného prvku 1, pričom priestor medzi rúrkami v telese je prázdny bez materiálu.

Príklad 3

V tomto príklade má stavebnica okrem častí podľa príkladu 1 a 2 aj násobný prvok 8 znázornený na obrázkoch 17 a 18. Násobný prvok 8 v tomto príklade je tvorený zlúčením dvoch základných prvkov 1, ktoré sú umiestnené vedľa seba tak, že spojovacie otvory 2 sú priechodné cez celé teleso násobného prvku 8. Spojovacie otvory 2 sú umiestnené v rovnakej polohe ako na základných prvkoch 1.

Detaily spojovacích otvorov 2 a spojovacích kolíkov 3 sú rovnaké ako v predchádzajúcich príkladoch.

Príklad 4

Odvodené prvky 9 podľa obrázkov 11 až 16 vznikli pomyselným rezaním telesa základného prvku 1 s tvarom kocky. Pri rôznych rezových plochách vznikol tvar trojbokého hranola, trojbokého ihlana a pyramídy, pričom v telese odvodeného prvku 9 zostali príslušné zvyšky dutín spojovacích otvorov 2 s obvodovými drážkami 12.

Príklad 5

Odvodené prvky 9 podľa obrázkov 19 až 23 vznikli virtuálnym rezaním telesa násobného prvku 8, ktorý je tvorený zlúčením dvoch základných prvkov 1 s tvaromkocky. Vjednomvyhotovení (obr. 21) sú zachované aj zvyšky dvoch dutín spojovacích otvorov 2, ktoré sú deliacou rovinou rezané pozdĺž ich osi. Vínom vyhotovení (obr. 19 a 20) sú tieto spojovacie otvory 2 vynechané a povrch rezovej roviny je týmhladší a estetickejší.

Príklad 6

Stavebnica podľa tohto príkladu a podľa obrázkov 24 až 26 zahrňuje aj kombinovaný prvok 10, ktorý je tvorený zlúčením základných prvkov 1 a odvodeného prvku 9. Tento kombinovaný prvok 10 umožňuje jednoducho vytvárať zaoblené klenby.

Príklad 7

Stavebnica má v tomto príklade okrem spojovacích kolíkov 3 s dĺžkou a aj skrátený kolík 15 a zaslepovací kolík 14, ktoré sú zobrazené na obrázkoch 27 až 31. Tieto kolíky sú pritom rozmermi a tvarom kompatibilné s ostatnými prvkami stavebnice podľa predchádzajúcich príkladov. Skrátený kolík 15 má dĺžku 3/4 rozmeru a. Zaslepovací kolík 14 má dĺžku 1/2 rozmeru a. Zaslepovací kolík 14 má na jednom konci dva pružné segmenty s výčnelkami 13, druhý koniec je tvorený rovnýmčelom

Príklad 8

Pomôcka 11 podľa obrázkov 32 a 33 pozostáva z plochej rukoväte a dvoch párov tŕňov. Z plochej rukoväte vychádza na jednu stranu pár tŕňov s dĺžkou s rozmerom 1/2 a, na druhú stranu vychádzajú z rukoväte dva tŕne s dĺžkou a. Ako je znázornené na obrázku 33 tŕne majú rozstup, ktorý zodpovedá rozstupu spojovacích otvorov 2 na stene 7. Zatlačením tŕňov pomôcky 11 do spojovacích otvorov 2 sa spojovacie kolíky 3 posunú do polovice dĺžky dutiny. Pri použití opačnej strany pomôcky 11 sa spojovacie kolíky 3 vy tlačia z dutín spojovacích otvorov 2 základného prvku 1. Pomôcka 11 je výhodne používaná pri výstavbe, ako aj pri rozoberaní konštmkcie.

Priemyselná využiteľnosť

Priemyselná využiteľnosť je zrejmá. Podľa tohto technického riešenia je možné priemyselne a opakovane vyrábať a používať stavebnice s aspoň jedným základným prvkom a s aspoň jedným spojovacím kolíkom, výhodne tiež s násobným prvkom a/alebo s odvodenýmprvkoma/alebo s kombinovanýmprvkoma obzvlášť výhodne tiež s pomôckou na zasúvanie a vysúvanie spojovacích kolíkov.

S K 50018-2020 U1

Zoznam vzťahových značiek

- základný prvok

- spojovací otvor

- spojovacíkolík

- prvá rovina

- druhá rovina

- tretia rovina

- stena

-prvá stena

- druhá stena

- tretia stena

- násobný prvok

- odvodený prvok

- kombinovaný prvok

-pomôcka

- obvodová drážka

- výčnelok

- zaslepovací kolík

- skrátený kolík a - rozmer steny

Claims (23)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Stavebnica, ktorá zahrňuje aspoň jeden základný prvok (1) a aspoň jeden samostatný spojovací kolík (3), kde základný prvok (1) má teleso, ktorého aspoň tri susediace vonkajšie steny (7) sú navzájom kolmé a v každej takejto stene (7) je aspoň jeden spojovací otvor (2) vedený kolmo na stenu (7), pričom spojovací otvor (2) prechádza cez teleso základného prvku (1) ako priechodná dutina a spojovací otvor (2) je prispôsobený na zasunutie spojovacieho kolíka (3), ktorý je určený na spojenie základného prvku (1) so susedným prvkom stavebnice, vyznačujúca sa tým, že celý profil každého spojovacieho otvoru (2) je samostatný a nie je v prieniku s profilom iného spojovacieho otvoru (2) v telese.
2. 2. Stavebnica podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že spojovacie otvory (2) majú kruhový prierez a majú rovnaký priemer.
3. 3. Stavebnica podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúca sa tým, že na každej z aspoň troch kolmých stien základného prvku (1) je dvojica spojovacích otvorov (2), ktoré sú navzájom rovnobežné.
4. 4. Stavebnica podľa nároku 3, vyznačujúca sa tým, že priľahlé okraje spojovacích otvorov (2) jednej dvojice sú od seba vzdialené aspoň na rozmer priemeru spojovacích otvorov (2).
5. 5. Stavebnica podľa nároku 3 alebo 4, vyznačujúca sa tým, že dvojica spojovacích otvorov (2) vychádzajúca zo steny (7) leží v rovine, ktorá je kolmá na stenu (7) a pretína stenu (7) v jej strede.
6. 6. Stavebnica podľa ktoréhokoľvek z nárokov 3až 5, vyznačujúca sa tým, že stred spojnice osí spojovacích otvorov (2) na stene (7) je v strede steny (7).
7. 7. Stavebnica podľa ktoréhokoľvek z nárokov 3až6, vyznačujúca sa tým, že na prvej stene (71) základného prvku (1) je prvá dvojica spojovacích otvorov (2), osi oboch spojovacích otvorov (2) prvej dvojice ležia v prvej rovine (4), ktorá je kolmá na prvú stenu (71) a prechádza stredom prvej steny (71), na druhej stene (72) základného prvku (1) je druhá dvojica spojovacích otvorov (2), osi oboch spojovacích otvorov (2) druhej dvojice ležia v druhej rovine (5), ktorá je kolmá na druhú stenu (72) a prechádza stredom druhej steny (72), druhá rovina (5) je kolmá na prvú rovinu (4) a zároveň druhá rovina (5) pretína prvú rovinu (4) v línií, ktorá je osou symetrie prvej dvojice spojovacích otvorov (2), na tretej stene (73) základného prvku (1) je tretia dvojica spojovacích otvorov (2), osi oboch spojovacích otvorov (2) tretej dvojice ležia v tretej rovine (6), ktorá je kolmá na tretiu stenu (73) a prechádza stredom tretej steny (73), tretia rovina (6) je kolmá na prvú rovinu (4) a zároveň na druhú rovinu (5) a zároveň tretia rovina (6) pretína druhú rovinu (5) v línií, ktorá je osou symetrie druhej dvojice spojovacích otvorov (2).
8. 8. Stavebnica podľa nároku 7, vyznačujúca sa tým, že základný prvok (1) má teleso s vonkajším tvarom kocky.
9. 9. Stavebnica podľa nároku 8, vyznačujúca sa tým, že základný prvok (1) má šesť dutín spojovacích otvorov (2), ktoré v rovnobežných dvojiciach prechádzajú v prvej, druhej a tretej navzájom kolmej rovine (4, 5, 6), pričom každá dutina prechádza z jednej steny (7) kocky na protiľahlú stenu (7) kocky a všetky spojovacie otvory (2) sú rovnaké.
10. 10. Stavebnica podľa ktoréhokoľvek z nárokov laž 9, vyznačujúca sa tým, že zahrňuje aspoň jeden násobný prvok (8), ktorý je tvorený zlúčením dvoch alebo viacerých základných prvkov (1) do jedného telesa, pričom spojovacie otvory (2) sú v rovnakej pozícií ako pri základných prvkoch (1), ktoré boli zlúčené, a všetky spojovacie otvory (2) sú priechodné.
11. 11. Stavebnica podľa ktoréhokoľvek z nárokov lažlO, vyznačujúca sa tým, že zahrňuje aspoň jeden odvodený prvok (9), ktorého teleso je odrezkom a/alebo výsekom a/alebo odsekom základného prvku (1) a/alebo násobného prvku (8), spojovacie otvory (2) sú v rovnakej pozícií ako pri základnom prvku (1) a/alebo pri násobnom prvku (8), ktoré boh odrezané a/alebo vyseknuté a/alebo odseknuté a všetky spojovacie otvory (2) súpriechodné.
12. 12. Stavebnica podľa ktoréhokoľvek z nárokov lažll, vyznačujúca sa tým, že zahrňuje aspoň jeden kombinovaný prvok (10), ktorého teleso je spojením základného prvku (1) a/alebo násobného prvku (8) s odvodenýmprvkom (9) a všetky spojovacie otvory (2) súpriechodné.
13. 13. Stavebnica podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 12, vyznačujúca sa tým, že spojovací kolík (3) má dĺžku rovnakú ako je rozmer (a) steny (7) základného prvku (1) alebo má dĺžku v celom násobku rozmeru (a) steny základného prvku (1).
14. 14. Stavebnica podľa ktoréhokoľvek z nárokov lažl3, vyznačujúca sa tým, že zahrňuje skrátený spojovací kolík (15), ktorý má dĺžku vo veľkosti polovice alebo 3/4 rozmeru (a) steny základného prvku (1).
15. 15. Stavebnica podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 14, vyznačujúca sa tým, že spojovací kolík (3) a/alebo skrátený spojovací kolík (15) má oba konce rozvetvené do dvoch alebo viacerých pružných segmentov, medzi ktorými je medzera, na segmentoch je navonok orientovaný výčnelok (13) a v dutine spojovacieho otvoru (2) je obvodová drážka (12), ktorá je tvarom, rozmerom a polohou prispôsobená na zapadnutie výčnelku (13).

    S K 50018-2020 U1
16. 16. Stavebnica podľa nároku 15, vyznačujúca sa tým, že prvá obvodová drážka (12) je v 1/8 dĺžky dutiny, druhá v 3/8 dĺžky dutiny, tretia v 5/8 dĺžky dutiny a štvrtá v 7/8 dĺžky dutiny základného prvku (1).
17. 17. Stavebnica podľa ktoréhokoľvek z nárokov lažló, vyznačujúca sa tým, že zahrňuje zaslepovací kolik (14), ktorý má jeden koniec vybavený pružnými segmentmi s výčnelkom (13) a druhý koniec má rovné čelo.
18. 18. Stavebnica podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 17, vyznačujúca sa tým, že základný prvok (1) a/alebo násobný prvok (8) a/alebo odvodený prvok (9) je z plastu a/alebo z dreva a/alebo z kovu a/alebo zo skla.
19. 19. Stavebnica podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 18, vyznačujúca sa tým, že spojovací kolík (3) a/alebo skrátený kolík (15) a/alebo zaslepovací kolík (14) je z plastu a/alebo z kovu.
20. 20. Stavebnica podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 19, vyznačujúca sa tým, že spojovací kolík (3) a/alebo skrátený kolík (15) a/alebo zaslepovací kolík (14) majú farbu rovnakú ako základný prvok (1) a/alebo násobný prvok (8) a/alebo odvodený prvok (9).
21. 21. Stavebnica podľa ktoréhokoľvek z nárokov laž20, vyznačujúca sa tým, že zahrňuje pomôcku (11), ktorá má aspoňjeden tŕň s priemerom, ktorý zodpovedá priemeru spojovacieho otvoru (2).
22. 22. Stavebnica podľa nároku 21, vyznačujúca sa tým, že pomôcka (11) má rukoväť, z ktorej vychádzajú dva rovnobežné tŕne, rozstup tŕňov zodpovedá rozstupu spojovacích otvorov (2) na stene (7).
23. 23. Stavebnica podľa nároku 21 alebo 22, vyznačujúca sa tým, že pomôcka (11) má na jednej strane rukoväte dva tŕne s dĺžkou, ktorá je polovičná k dĺžke (a) dutiny spojovacieho otvoru (2) základného prvku (1), a na druhej strane rukoväte má dva tŕne s dĺžkou, ktorá je rovnaká ako dĺžka (a) dutiny spojovacieho otvoru (2) základného prvku (1).