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(11) | EP 0 204 016 A1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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| (54) | Baustein |
| (57) Die Erfindung bezieht sich auf einen Baustein für Spielbauelemente in Form eines
einseitig offenen kostenförmigen Hohlkörpers aus Kunststoff, der zum Zwecke des Verbauens
mit primären und sekundären Kupplungsorganen ausgestattet ist. Durch die Erfindung wird bei Reduzierung des Materialeinsatzes und dertechnologischen Herstellungskosten eine höhere Verbaubarkeit der Bausteine erreicht. Das Wesen der Erfindung besteht in einer Neugestaltung und Neuorientierung der Kupplungsorgane, wobei die Primärkupplungsorgane bei gleichzeitiger Verringerung der Wandstärken des Hohlkörpers einen in der Weise vergrößerten Durchmesser besitzen, daß sie mit den Primärkupplungselementen eines benachbarten Bausteines in x und y Richtung zusammensteckbar sind, während im Innern des Hohlkörpers längsverlaufende Wände vorgesehen sind, die im Eingriffsbereich der Primärkupplungselemente Ausnehmungen aufweisen. |
[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Baustein für Spielbauelemente in Form eines einseitig offenen kastenförmigen Hohlkörpers, vorzugsweise aus Kunststoff, auf dessen geschlossener Oberseite Primärkupplungselemente, aus vornehmlich im Raster nebeneinanderliegenden Zapfen, vorgesehen sind, während im Innern des kastenförmigen Hohlkörpers Sekundärkupplungsorgane angeordnet sind, in denen sich die Primärkupplungselemente eines benachbarten Bausteines klemmend einpassen.
[0002] Derartige Bausteine sind bereits in den verschiedenartigsten Ausführungsformen bekannt, wobei sie sich im wesentlichen durch die Form und als Anordnung der Sekundärkupplungselemente im Innern des Hohlkörpers unterscheiden.
[0003] So ist beispielsweise ein Baustein bekannt - DE-AS 1076 007; DE-OS 2242 046 - bei dem die erwähnten Sekundärkupplungselemente vorzugsweise die Form von Hohlzapfen haben.
[0004] Sekundärkupplungselemente, die zylindrisch, kreuzförmig o..ä. ausgebildet sind, stellen praktisch einen Spezialfall derjenigen Kupplungsorgane dar, die aus von Wand zu Wand verlaufenden Stegen oder dergl. bestehen, in denen dann die Zapfen der Primärkupplungselemente des benachbarten Bausteines eingreifen - DE-PS 1106 333; DD-PS 30 880; DE-GM 1728 und DE-GM 1875 433.
[0005] Besagte Stege, die auch gitterartig angeordnet sind, erfordern infolge ihrer Verbindung mit den Wänden des Bausteins und der daraus resultierenden Formsteifigkeit eine außerordentliche hohe Paßgenauigkeit der zu kuppelnden Zapfen, weil sie nicht nachgiebig sind.
[0006] Demgegenüger besteht der Vorteil der erwähnten Sekundärkupplungselemente in Form freistehender, zylindrischer Hohlzapfen, die weder untereinander, noch mit den Wänden des Bausteines verbunden sind, darin, daß sie federnd nachgeben und so das wiederholte Verbauen und Lösen der Bausteine erleichtern.
[0007] Diese Federwirkung, die eine bessere Klemmwirkung unter Berücksichtigung etwaiger geringfügiger PaBungsungenauigkeiten hervorrufen soll, wird jedoch nachteiligerweise schon dadurch beeinträchtigt, daß jeweils einem am Sekundärkupplungselement anliegenden Primärkupplungselement ein anderes Primärkupplungselement gegenüberliegt, wobei infolge der Klemmwirkung von dem einem Primärkupplungselement ein Druck gegen das Sekundärkupplungselement in Richtung des gegenüberliegenden Primärkupplungselementes ausgeübt wird. Da letzteres in entgegengesetzter Richtung gegen das Sekundärkupplungselement drückt, wird die Federwirkung praktisch aufgehoben bzw. zumindest vermindert. Dies hat zur Folge, daß entweder eine zu lockere Klemmwirkung zustande kommt, falls das erforderliche Maß der Kupplungsorgane unterschritten ist, oder es tritt im anderen Falle eine zu starke Klemmwirkung ein, die dann Schwierigkeiten beim Lösen der Bausteine bereitet.
[0008] Diese Bausteinausführung setzt daher eine sehr hohe Paßgenauigkeit voraus, die jedoch nicht mit allen Kunststoffen erreicht werden kann.
[0009] Darüber hinaus gehen die bekannten verschiedenartigsten Ausführungen der Bausteine fast ausschließlich vom gleichen Verbindungsprinzip aus, d.h. von einem gleichen Teilungsabstand (Raster) der Primärkupplungselemente in Längs- und Querrichtung, wobei der Mittenabstand von je vier Zapfen die Ecken eines Quadrates darstellen.
[0010] Eine Verbauung von Bausteinen kann deshalb nur im Rahmen des den Bausteinen zugrundeliegenden Teilungsabstandes (Raster) in der x und y Richtung erfolgen. Die Möglichkeit, einen halben Teilungsabstand (halbes Raster) zu verbauen, besteht nur in Ausnahmefällen, indem die im Hohlkörper angeordneten Sekundärkupplungselemente in Form von zylindrischen Hohlzapfen selbst Primärkupplungselemente, innerhalb des Bausteins begrenzt, aufnehmen können. Diese Verbaubarkeit kann aber nie über den Baustein hinaus weitergeführt werden, da infolge der begrenzenden Wände des kastenförmigen Hohlkörpers eine Ausnahme der Primärkupplungselemente unmöglich wird.
[0011] Einen weiteren funktionellen Nachteil aller bekannten Bausteine besteht darin, daß auf Grund der maßlichen Abstimmung von Primär- und Sekundärkupplungselementen nur zwischen diesen Kupplungsorganen eine Verbindung möglich ist.
[0012] Eine Verbindung zwischen den Primärkupplungselementen ist untereinander bei keinem der bekannten Bausteine möglich, obwohl es in verschiedenen Anwendungsfällen wünschenswert wäre.
[0013] Eine weitere Erhöhung der universellen Verbaubarkeit der Bausteine und eine weitere Variationsmöglichkeit des Spielzeuges, insbesondere hinsichtlich seines pädagogischen Wertes, ist dadurch bei Bausteinen der bekannten Art nicht gegeben. Aus der DE-PS 224 2046 ist ferner bekannt, durch das Anbringen von Ansätzen oder Rippen an den Innenwandungen des Bausteines, d.h. im Eingriffsbereich der Primärkupplungselemente, eine gute Klemmwirkung bei gleichzeitiger Reduzierung der Wandstärken insgesamt zu erreichen. Neben der aufgezeigten, eingeschränkten Verbaubarkeit dieser Bausteine kann auch bei dieser Lösung der erwähnte Nachteil einer aufgehobenen bzw. verminderten Federwirkung freistehender, zylindrischer Hohlzapfen nicht beseitigt werden.
[0014] Im besonderen sind aus den DE-GM'n 1728 773 und 1857 433 Bausteine mit in Längsachse verlaufenden inneren Wänden bzw. Stege bekannt, wobei die Primärkupplungsorgane eines benachbarten Bausteines zwischen der Außenwand und der inneren Längswand eingreifen. Diese Lösung gestattet ebenfalls keine verschiebungsfreie Verbindung sowie eine Verbauung der Bausteine innerhalb eines halben Teilungsabschnittes (Raster). Außerdem erfordern diese Bausteine, wie eingangs bereits erwähnt, auf Grund ihrer hohen Formsteifigkeit eine hohe Paßgenauigkeit und somit zusätzliche Aufwendungen in der Fertigung.
[0015] Durch die Erfindung werden die aufgezeigten Nachteile ausgeräumt und bei Reduzierung des Materialeinsatzes und ökonomisch günstigen Fertigungseigenschaften ein verbesserter Baustein vorgeschlagen, der im Hinblick auf seine grössere Verbaubarkeit über höhere Gebrauchswerteigenschaften verfügt.
[0016] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Baustein der eingangs genannten Art mit neuorientierten und neugestalteten Primär- und Sekundärkupplungsorganen zu entwickeln.
[0017] Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die zylinderförmigen Primärkupplungselemente bei gleichzeitiger Verringerung der Wandstärke des Hohlkörpers einen in der Weise vergrößerten Durchmesser besitzen, daß sie mit den Primärkupplungselementen eines benachbarten Bausteines, versetzt durch einen halben Teilungsabstand (Raster), in x und y Richtung klemmend zusammensteckbar sind und die im Inneren angeordneten längsverlaufenden Wände im Eingriffsbereich der Primärkupplungselemente mit Ausnehmungen von Kreisabschnitten (Segmenten) derselben versehen sind.
[0018] Die im Innern des Bausteines vorhandenen Wände sind in einem solchen Abstand voneinander bzw. von den Bausteinwandungen angeordnet, daß sie die eingreifenden Primärkupplungselemente eines benachbarten Bausteins auf Klemm-und Paßsitz im zugrundeliegenden und halben Teilungsabstand (Raster) aufnehmen können.
[0019] Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist es, daß die Wände nur unter den Ausnehmungen, die zur Aufnahme der Kreisabschnitte (Segmente) der Primärkupplungselemente dienen, gerade ausgebildet sind, während sie zwischen den Ausnehmungen eine wellenartige Gestaltung aufweisen können. Um eine zusätzliche Verbaubarkeit mit halbem Teilungsabstand in mindestens einer Richtung über den Baustein hinaus zu erreichen, sind die Primärkupplungselemente -auf die dafür vorgesehene Wandung mittig im halben Teilungsabschnitt hintereinanderliegend angeordnet, wobei sich mindestens zwei Kupplungszylinder in der Mitte eines Quadrates befinden, damit die Primärkupplungselemente in die Sekundärkupplungsorgane eines nach der Erfindung hergestellten benachbarten Bausteines klemmend eingreifen.
[0020] Gegenüber den bisher bekannten Lösungen besitzt der erfindungsgemäße Baustein folgende Vorteile:
- Optimale Kupplungskraft infolge der Verringerung der Wandstärke des kastenförmigen Hohlkörpers in Verbindung mit der Vergrößerung des Durchmessers der Primärkupplungsorgane;
- Erweiterung der Herstellungstoleranzen durch die im Inneren des kastenförmigen Hohlkörpers neugestalteten bzw. neuorientierten Sekundärkupplungselementen;
- Verringerung der Materialeinsatzmenge und der Herstellungskosten eines jeden Bausteines, was sich in der Massenproduktion besonders vorteilhaft auswirkt;
- geringere Toleranzgrenzen zu den vergleichsweisen bekannten Bausteinen ermöglichen eine einfachere Herstellung bzw. die Verwendung von billigeren Kunststoffmaterialien (Regeneraten bzw. Substituten);
- Verkürzung der Herstellungszeiten (Zykluszeiten des Spritzgießvorganges) insbesondere durch die Möglichkeit der dünnwandig gestalteten Wandungen des kastenförmigen Hohlkörpers;
- universelle bzw. flexiblere Verbaubarkeit der Bausteine untereinander durch die Neugestaltung bzw. Neuorientierung der Primär- und Sekundärstruktur im besonderen durch die elastische und federnde Wirkung der Außenwand und der Sekundärkupplungsorgane sowie deren Einordnung im Hohlraum, höhere Verbaubarkeit durch volle Ausnutzung der Kupplungsorgane im vollen und halben Teilungsabstand (Raster) auf der Primär- und Sekundärseite.
[0021] Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:
Fig. 1: eine perspektivische Ansicht von zwei miteinander verbauten Bausteinen;
Fig. 2: eine Draufsicht auf einen Baustein mit den erfindungsgemäß vergrößerten Primärkupplungselementen;
Fig. 3 zwei rechtwinklig zueinander verbaute Bausteine und 3a: vermittels ihrer Primärkupplungsorgane;
Fig. 4: die Sekundärkupplungsorgane des Bausteines nach der Erfindung;
Fig. 5: den Schnitt A-A gemäß Fig. 4;
Fig. 6: eine Ausführuhgsvariante der Sekundärkupplungeorgane nach der Erfindung;
Fig. 7: einen Baustein mit in der Kitte im halben Teilungsabstand angeordneten Primärkupplungselementen;
Fig. 8, zwei versetzt verbaute Bausteine in der Aus-8a, führung nach Fig. 7; bis 8c:
Fig. 9, zwei versetzt verbaute Bausteine, die im halben 9a, Teilungsabstand in mindestens einer Richtung bis 9b: über den Baustein hinaus verbaut sind.
[0022] Der in Fig. 1 bis 3 dargestellte Baustein ist ein vorzugsweise aus Kunststoff hergestellter, kastenförmiger Hohlkörper 1. Dieser Hohlkörper 1 ist an der unteren Seite offen, während auf der geschlossenen oberen Seite Primärkupplungsorgane 2 in Form von kreiszylindrischen Zapfen angeordnet sind.
[0023] Die Außendurchmesser D der Primärkupplungsorgane sind bei gleichzeitiger Reäuzierung der Wandstärke t des kastenförmigen Hohlkörpers so vergrößert worden, daß die auf der geschlossenen Wandung vorhandenen im Raster nebeneinanderliegenden Primärkupplungselemente 2, von denen vier Zapfen die Ecken eines Quadrates darstellen, mit den Primärkupplungselementen 2 eines benachbarten Bausteins versetzt in einem halben Teilungsabstand (halbes Raster) in x und y Richtung in Eingriff gebracht werden können. Im Innern des Hohlkörpers 1 sind zwei dünnwandige gerade Wände 3 vorgesehen, die als Sekundärkupplungselemente dienen (Fig. 4 und 5). Die Wände 3 verlaufen in Längsachse des Bausteins und sind mit Ausnehmungen 4 zur Aufnahme von Kreisabschnitten (Segmenten) der vorzugsweise in Form von Kreiszylindern ausgebildeten Primärkupplungselementen 2 versehen.
[0024] In Fig. 6 sind die Wände 3 gemäß Ausführungsvariante unterhalb der Ausnehmungen 4 vorzugsweise gerade ausgebildet, während die verbleibenden Stege zwischen den Ausnehmungen 4 eine wellenartige Gestaltung 5 aufweisen.
[0025] Auf Grund der im kastenförmigen Hohlkörper 1 angeordneten Wände 3 mit Ausnehmungen 4 ist, wie in Fig. 7 bis 9 gezeigt, die Anordnung von Primärkupplungselementen 2 mittig im halben Teilungsabstand hintereinanderliegend möglich. Diese Anordnung gestattet die Verbaubarkeit zwischen den, im kastenförmigen Hohlkörper 1 angeordneten Wänden 3 und im halben Teilungsabstand zwischen Außenwand des kastenförmigen Hohlkörpers 1 und einer mit Ausnehmungen 4 versehenen Wand 3, (Fig. 8a bis 9b).
Bezugszeichenaufstellung
1. Baustein für Spielbauelemente in Form eines einseitig offenen kastenförmigen Hohlkörpers,
auf dessen geschlossener Oberseite Primärkupplungselemente aus vornehmlich in einem
Raster angeordneter, nebeneinanderliegender, zylindrischer Zapfen vorgesehen sind,
wobei jeweils vier Zapfen die Ecken eines Quadrates darstellen, während im Innern
des Hohlkörpers längsverlaufende Wände angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß
die zylinderförmigen Primärkupplungselemente (2) bei gleichzeitiger Verringerung der
Wandstärke (t) des Hohlkörpers (1) einen in der Weise vergrößerten Durchmesser (D)
besitzen, daß sie mit den Primärkupplungselementen eines benachbarten Bausteines in
x und y Richtung klemmend zusammensteckbar und die im Innern angeordneten längsverlaufenden
Wände (3) im Eingriffsbereich der Primärkupplungselemente (2) mit Ausnehmungen (4)
versehen sind.
2. Baustein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände (3) untereinander
und von den Wandungen des Hohlkörpers (1) in einem solchen Abstand angeordnet sind,
daß die Primärkupplungselemente (2) eines benachbarten Bausteines in x und y Richtung
in dem, dem Baustein zugrundeliegendem ganzen und halben Teilungsraster (R) einsteckbar
sind und eine mindestens dreipunktförmige Anlage gesichert ist.
3. Baustein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände (3) unter den Ausnehmungen
(4) gerade ausgebildet sind, während die Stirnseiten der Ausnehmungen (4) abgerundet
sind und die verbleibenden Stege eine wellenartige Gestaltung (5) aufweisen.
4. Baustein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der geschlossenen
Oberfläche des Hohlkörpers (1) befindlichen Primärkupplungselemente (2) mittig im
halben Teilungsraster (R) angeordnet sind, wobei sich mindestens zwei Kupplungselemente
(2) in der Mitte eines Quadrates befinden.