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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Kuppeln von zwei Bauteilen, die über einander zugekehrte, insbesondere ebene Flächen aneinander anliegen und relativ zueinander, aneinander anliegend verdrehoder verschiebbar sind, mit wenigstens einem im Querschnitt U-förmigen Kupplungskörper, der Leisten an den Bauteilen übergreift, und mit wenigstens einem Zahnrad, das an dem Kupplungskörper drehbar gelagert ist und das in Zahnungen in den Bauteilen eingreift.
Häufig stellt sich das Problem, zwei Bauteile, die über eine, beispielsweise ebene Fläche aneinander anliegen und zueinander verschiebbar sein sollen, so miteinander zu kuppeln, dass sich das Kupplungsmittel im Bereich dieser Flächen befindet und von aussen nicht lösbar ist. Solche Kupplungsvorrichtungen werden beispielsweise für aus relativ zueinander beweglichen Teilen von Geduldspielen, Puzzles u. dgl., aber auch auf anderen Gebieten der Technik benötigt.
Aus der FR-A-2 515 792 ist eine Anordnung der eingangs genannten Gattung bekannt. Bei der FR-A-2 515 792 sind die U-förmigen Kupplungsteile im Inneren von Hohlkörpern angeordnet und übergreifen nach innen weisende Rippen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Gattung anzugeben die technisch einfach aufgebaut ist und dennoch eine genaue Führung der miteinander gekuppelten Bauteile erlaubt.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäss dadurch, dass in den einander zugekehrten Flächen der Bauteile einseitig hinterschnittene Nuten vorgesehen sind, dass die Leiste an einem Rand der Öffnung jeder Nut vorgesehen ist, dass in der Nut gegenüber der Leiste versetzt eine zur Öffnung der Nut hin weisende Zahnung vorgesehen ist, und dass der wenigstens eine im Querschnitt U-förmiger Kupplungskörper in beide Nuten, die Leisten der Nuten übergreifend eingesetzt ist.
Dank der erfindungsgemässen Anordnung des U-förmigen Kupplungskörpers und des an diesem drehbar gelagerten Zahnrades ist gewährleistet, dass der Kuppiungskörper relativ zu den Bauteilen nicht "verrutschen" kann, da er sich nach dem Zurückbewegen der Bauteile in ihre ursprüngliche Stellung wieder dort befindet, wo er früher, d. h. vor Beginn einer Relativbewegung, war. Auf diese Weise wird beispielsweise verhindert, dass der Kupplungskörper nach mehrmaligem Hin- und Herbewegen der Bauteile zu dem einen oder anderen Ende der Nut, in die er eingreift, wandert, sodass dann eine genaue Führung nicht mehr möglich ist. Auch erlaubt es die erfindungsgemässe Anordnung mehrere Kupplungskörper einzusetzen, wobei der Abstand derselben voneinander in allen Fällen gleich gross bleibt.
Dies ist beispielsweise von besonderem Interesse, wenn die Nuten kreisbogenförmige oder kreisringförmige Nuten sind, und in letzterem Fall beispielsweise zwei einander diametral gegenüberliegende Kupplungskörper oder, wenn man eine erhöhte Sicherheit wünscht, mehr als zwei Kupplungskörper gleichmässig über den Kreis verteilt, eingesetzt werden.
Bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemässen Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Anordnung gemäss der Erfindung und eines Anwendungsbeispieles. Es zeigt Fig. 1 in Schrägansicht einen Körper mit der erfindungsgemässen Anordnung, Fig. 2 den Körper aus Fig. 1 ohne Kupplungskörper, Fig. 3 einen Schnitt durch den Körper von Fig. 1 im Bereich des Kupplungskörpers, wobei ein zweiter, mit dem Körper von Fig. 1 identischer Körper angesetzt ist, Fig. 4 schematisch und nicht massstäblich ein Beispiel für einen Körper, der aus mehreren Bauteilen zusammengesetzt ist, die mit der erfindungsgemässen Anordnung miteinander gekuppelt sind, Fig. 5 im Schnitt zwei Bauteile des Körpers von Fig. 4 (ohne Kupplungskörper), Fig. 6 teilweise in Ansicht einen weiteren Bauteil des Körpers von Fig. 4, Fig.
7 einen Kupplungskörper mit zwei Zahnrädern, wie er bei der Ausführungsform von Fig. 5 verwendet werden kann, in Seitenansicht, Fig. 8 den Kupplungskörper aus Fig. 7 in Stirnansicht und Fig. 9 einen aus mehreren Bauteilen zusammengesetzten, würfelförmigen Körper.
In einem Bauteil 1 mit einer ebenen Fläche 2 ist ausgehend von dieser ebenen Fläche 2 eine ringförmige Nut 3 vorgesehen.
Die Nut 3 besitzt den aus Fig. 3 ersichtlichen Querschnitt, nämlich einen einseitig hinterschnittenen Querschnitt. Durch die Hinterschneidung 6 der Nut 3 wird auf der einen Seite der Nut 3 eine Leiste 5 gebildet, die vom Nutengrund 7 durch die Hinterschneidung 6 getrennt ist. Der Leiste 5 gegenüberliegend ist an der nach aussen weisenden Begrenzungsfläche der Nut 3 eine im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 3 kreisringförmige Zahnung 8 vorgesehen.
Um zwei Bauteile 1 miteinander mit ihren Flächen 2 aneinander anliegend und gleitend verschiebbar zu kuppeln, wird ein Kupplungskörper 4 verwendet, der im Querschnitt im wesentlichen U-förmig ausgebildet ist. Der Kupplungskörper 4 besitzt einen Steg 10 und an den Enden desselben zwei Schenkel 11, die in die Hinterschneidungen 6 der Nuten 3 eingreifen, wobei der Steg 10 die ringsum laufenden Leisten 5 der Nuten 3 übergreift, sodass die beiden Bauteile 1 aneinander gehalten werden.
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Vom Steg 10 geht ein Zapfen 12 aus, der auf die den Schenkeln 11 gegenüberliegende Seite weist.
Über den Zapfen 12 ist ein Zahnrad 13 gesetzt und so an dem Kupplungskörper 4 drehbar gelagert. Die Zahnung des Zahnrades 13 kämmt mit der Zahnung 8 in beiden Nuten 3, sodass der Kupplungskörper 4 bei einer Relativbewegung - hier ein Verdrehen - der beiden, wie in Fig. 3 angedeutet, aneinander anliegenden und miteinander gekuppelten Bauteile 1 seine Lage nicht verändert.
Es versteht sich, dass in der Nut 3 auch mehrere Kupplungskörper 4 (beispielsweise zwei, drei und mehr) eingesetzt werden können, wenn wenn eine genauere Führung der beiden Bauteile 1 aneinander gewünscht wird.
Mit der beschriebenen Kupplung können auch mehrere Bauteile miteinander verbunden werden, wenn in jeder Begrenzungsfläche eine Nut entsprechend der Nut 3 vorgesehen ist und zwischen zwei aneinandergrenzenden Bauteilen jeweils wenigstens ein Kupplungskörper 4 in die Nuten 3 eingreifend angeordnet wird. Ein Beispiel für einen solchen Körper ist in Fig. 4 gezeigt. Dieser Körper besteht aus vier Bauteilen 20 und einem Bauteil 30, in denen kreisbogenförmige Nuten 3 vorgesehen sind, und hat insgesamt etwa die Form eines Tetraeders. Wie in Fig. 4 gezeigt, sind an den äussenliegenden Flächen der Bauteile 20 ebenfalls kreisbogenförmige Nuten 3 vorgesehen, sodass an dem aus den Bauteilen 20 und 30 zusammengesetzten Körper weitere Bauteile angekuppelt werden können.
Beispielsweise können acht der in Fig. 4 gezeigten Körper miteinander zu einem Oktaeder gekuppelt werden.
Auch zur Verbindung der Bauteile 20 und 30 miteinander sind Nuten 3 vorgesehen, die einseitig hinterschnitten sind. In die Nuten 3 werden Kupplungskörper 4 gemäss den Fig. 3 oder 7 und 8 eingesetzt, wobei im Ausführungsbeispiel der Fig. 7 und 8 an jedem Kupplungskörper 4 zwei Zahnräder 13 über Zapfen 12 verdrehbar gelagert sind.
Fig. 6 zeigt teilweise den Bauteil 30 mit den erfindungsgemässen Nuten 3, sodass mehrere andere Bauteile, wie die Bauteile 20, verschiebbar angekuppelt werden können, da die Nuten 3 in mehreren Begrenzungsflächen 2 des Bauteils 30 vorgesehen sind. So lässt sich beispielsweise unter Verwendung der Konstruktion gemäss den Fig. 5 und 6 sowie der Kupplungsteile gemäss den Fig. 7 und 8 der in Fig. 4 gezeigte Körper bilden, dessen Bauteile 20 und 30 gegeneinander verdrehbar sind.
Der in Fig. 9 gezeigte würfelförmige Körper 40 besteht aus acht würfelförmigen Bauteilen 41, die über die in die hier jeweils viertelkreisförmigen Nuten eingesetzte Kupplungskörper (in Fig. 9 nicht dargestellt) miteinander gekuppelt sind und gegeneinander verdreht werden können. Dabei können jeweils vier Bauteile 41 gegenüber den anderen vier Bauteilen 41, die an diesen in einer der Ebenen 42,43 oder 44 anliegen, frei gedreht werden. Dabei liegen die aus zweimal vier viertelkreisförmig gekrümmten Nuten zusammengesetzten, kreisförmigen Nuten 3a (in Fig. 9 mit einer gestrichelten Linie symbolisiert) im Bereich der Ebene 42, die Nuten 3b im Bereich der Ebene 43 und die Nuten 3c schliesslich im Bereich der Ebene 44.
Die Nut (en) in den Bauteilen muss (müssen) nicht wie in den gezeigten Ausführungsbeispielen kreisbogenförmig oder gekrümmt sein sondern es kann sich auch um eine gerade Nut bzw. Nuten handeln.
Zur Montage der erfindungsgemässen Kupplung, d. h. zum Einsetzen der Kupplungskörper 4 in die Nuten 3 können die miteinander zu kuppelnden Bauteile geteilt ausgebildet sein. Dabei bewährt sich eine Ausführungsform, bei der die Teilungsfläche 25 so wie in Fig. 3 angedeutet verläuft.
Die erfindungsgemässe Kupplungsanordnung kann nicht nur bei relativ zueinander verdreh- oder verschwenkbaren, sondern auch bei gerade (linear) verschiebbaren Bauteilen angewendet werden, in welchem Fall die Nuten 3 gerade ausgeführt sind.
Zusammenfassend kann die Erfindung beispielsweise wie folgt dargestellt werden :
Um zwei Bauteile 1, die aneinander anliegend relativ zueinander verschiebbar sind, miteinander zu kuppeln, sind in den einander zugekehrten Flächen 2 der Bauteile 1 einseitig hinterschnittene Nuten 3 vorgesehen. In die Nuten 3 ist wenigstens ein U-förmiger Kupplungskörper 4 so eingesetzt, dass dessen Schenkel 11 hinter die durch die Hinterschneidung 6 gebildeten Leisten 5 in den Nuten 3 greifen und so die Bauteile 1 aneinander hält. An jedem Kupplungskörper 4 ist drehbar ein Zahnrad 13 vorgesehen, das in die nach aussen weisende Zahnung 8 im Bereich jeder Nut 3 eingreift.
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