DE1805769A1 - Baustein - Google Patents

Description

• Baustein Zusatz zu Patent ... (Pat.Anm. P 16 03 37503) Die Erfindung bezieht sich auf einen Bausteine der mit anderen Bausteinen verbindbar ist, die nach Patent ... (Pat.Anm. P 16 03 375.3) senkrecht von den Seitenflächen abstehende Stege aufweisen, die an ihren Enden alle in der gleichen Umfangsrichtung abgewinkelt sind, und der zu diesem Zweck an seinen Seitenflächen mit hinterschnittenen Nuten versehen ist. 6 die Bausteine nach dem Hauptpatent sind zur Aufnahme von elektrischen oder elektronischen 3auelementen oder Baugruppen bestimmt und sind im Bereich der Stege mit Eontaktsungen versehen. Die Ausbildung der Stege mit in die gleiche Umfangsrichtung weisenden Abwinklungen soll dabei gewährleisten, daß die Bausteine nur in einem bestimmten Sinne zusammengefügt werden könnens der eine Her-Stellung der richtigen elektrischen Verbindungen gewährleistet0 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Bausteine zu schaffen, die mit den elektrischen Bausteinen verbindbar sind, aber eine rein tragende Funktion aufweisen und dazu dienen sollen, die verschiedenartigsten Gebilde su errichten, die mit bestimmten elektrischen oder elektronischen Baugruppen versehen werden sollen. Beispielsweise weist elektrisch angetriebene und elektronisch terngexteuerte oder sogar Hindernisse erkennende und sich selbst steuernde Fahrzeuge genannt, Für solche Bausteine, die selbst keine elektrische Funktion haben, besteht keine Notwendigkeit einer bestimmten Orientierung4 sondern es ist vielmehr anzustreben, daß sie in Jeder beliebigen Lage einbaubar sind. Weiterhin sollen diese Bausteine mit den vorhsndenen elektrischen Bausteinen eine ein wandfreie Verbindung eingehen und auch untereinander test ausammenhalten, ohne daß das Zusammenfügen Schwierigkeiten bereitet. Endlich sollen sie auch eine möglichst glatte Außenfläche haben, damit die damit erzeugten Gebilde keine unnötigen Vorsprünge aufweisen.
• Nach der Erfindung wird ein Baustein, der diese Forderungen erfüllt, dadurch geschaffen, daß bei ihm Jeweils zwei hinterschnittene Nuten derart Rücken an RUcken angeordnet sind, daß sie sich zu einer im wesentlichen T-förmigen Nut ergänzen, und daß in der Mitte des Nutengrundes eine sich in Längsrichtung der Nut erstreckende Rippe angeordnet ist, dessen Höhe geringer ist als die Tiefe der Nut0 Diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bausteines ermöglicht es, die Bausteine in stel verschiedenen Stellungen mit den Bausteinen nach dem Hauptpatent zu verbinden, die sich durch Umschlagen des Bausteines um 180° ergeben. Die am Nutengrung angeordnete Rippe reicht aus, um den Steg des anderen Bausteines sicher in der einen Hälfte der Nut zu halten.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Rippe einen trapez- oder dreieckförmigen Querschnitt auf und es verlaufen die benachbarten Flanken der Nut im wesentlichen parallel zu d.n Flaken des Mittellängssteges, und zwar derart, daß ein in die Nut eingreifender Steg eines anderen Bausteines gegenüber den Seitenflächen der Bausteine schräg verspannt wird. Duroh diese Verspannuq entstehen elastische Kräfte, die die aneinander gefügten Bausteine spielfrei fest zusammenhalten. Auf diese Weise wird ein sicherer Sitz der Bausteine nein ander erzielt.und es ist gewährleistet, daß die Bausteine auch nach häufigem Gebrauch nicht ausleiern und nur noch ungenügend zusammenhalten.
• Die Bausteine weisen zweckmäßig die Form eines langgestreckten Klotzes mit quadratischem Querschnitt auf und sind an mindestens zwei einander gegenüberliegenden Seitenflächen in regelmäßigen Abständen mit Nuten versehen, die sich quer zur Längsachse des Klotzes erstrecken. Es versteht sich, daß die Ab stände zwischen den Nuten auf die Abstände abgestimmt sind, die die Stege der anderen Bausteine voneinander haben. Knotenartige Verbindungen oder sonstige Richtungswechsel erlauben klotzförmige Bausteine, bei denen an allen vier Seitenflächen Nuten vorgesehen sind, deren Enden ineinander übergehen Manche der Bausteine können auch mit in die Nuten passenden, etwa D-förmigen Stegen versehen sein, deren Mittelschenkel eine zur Aufnahme der Rippe dienende Kerbe aufweist. Diese Ausbildung der 2-förmigen Stege erlaubt es, die beiden den Mittelschenkel bildenden Abschnitte etwas stärker zu spreizen, als es dem Querschnitt der T-förmigen Nuten entspricht, so daß die T-förmigen Stege unter Spannung in die Nuten eingeführt werden können und daher ebenfalls einen spielfreien, sicheren Sitz gewährleisten0 Bei bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Bausteine sind solche T-förmigen Stege an den Endflächen der einen quadratischen Querschnitt aufweisenden Klötze angebracht.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Lange der Stege höchstens doppelt so groß wie die Tiefe der Nuten und es ist der Baustein an beiden Enden des Steges mit Aussparungen versehen, deren Tiefe und Breite etwa der Tiefe und größten Breite der Nuten gleich ist. Durch diese Maßnahme ist es möglich, an alle vier Seiten eines klotzförmigen Bausteins zugleich Bausteine anzusetzen, weil die Aussparungen neben den Stegen und die Obergänge an den aneinander angrenzenden.Nuten Platz zum Einführen eines solchen kurzen Steges bieten, In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können zur Verbindung der Plätze mehreckige Verbindungsstücke mit quadratischen Mantelflächen vorgesehen sein, deren Größe dem Klotzquerschnitt gleich ist und die senkrecht zu den Stirnflächen gerichtete Nuten und/oder Stege aufweisen0 Besonders bevorzugt werden dreieckige und viereckige Verbindungsstücke, die an ihren Stirnflächen mit Stegen versehen sind0 Die erfindungsgemäßen Bausteine können weiterhin mit Bohrungen für Steckachsen und dergleichen versehen sein. Diese Bohrungen werden zweckmäßig in der Mittelebene zwischen Je zwei benachbarten Nuten in solcher Weise angeordnet, daß sie sich parallel zu den Nuten erstrecken.
• Die erfindungsgemäßen Bausteine werden vorteilhaft aus einem elastischen Kunststoff hergestellt. Solche Kunststoff-1austeine sind nicht nur ausreichend elastisch und sehr haltbar, sondern können auch mit relativ geringen Kosten durch Spritzgießen hergestellt werden. Ein besonders geeigneter Kunststoff ist ein Polyoxymethylenpoly@@risat.
• Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfin dung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert wirdO Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können bei anderen Ausführungsformen der Erfindung einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung finden, Es zeigen: Fig. 1 die Draufsicht auf einen Baustein nach dem Hauptpatent und einen Baustein nach der Brfindung, die beide miteinander verbunden sind, Fig. 2 das Detail II der Unordnung nach Fig. 1 in vergrößertem Maßstab, Fig. 3 die Ansicht eines weiteren Bausteines nach der Erfindung Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV durch den Baustein nach Fig. 3, Fig. 4 bis 7 Ansichten von Verbindungsstücken nach der Erfindung.
• Die Fig. 1 und 2 zeigen in Draufsicht einen Baustein 1 nach dem Hauptpatent, der in nicht näher dargestellter Weise aus einem zylindrischen Grundkörper besteht, der die Seitenwände eines ein elektrischee Bauelement aufnehmenden Kästchens mit quadratischer Grundfläche bildet und an beiden Enden durch einen Deckel verschlossen ist. Der zylindrische Grundkörper des Kästchens 1 weist an Jeder Seite zwei in Längsrichtung des Grundkörpers verlaufende Stege 4 auf, die an ihren Enden Je eine Verstärkung 5 aufweisen.
• Diese Verstärkungen werden von einer sich parallel zur Außenfläche des Bausteines 1 erstreckenden Abwinklung gebildete Die Abwinklungen 5 weisen al in die gleiche Umfangsrichtung, und zwar bei dem dargestellten Baustein in die Richtung des Uhrzeigersinnes. An die Rückseite 6 der Stege 4 schließt sich jeweils eine Nut 8 mit einer Hinterschneidung 9 an, in die der Steg eines benachbarten, gleichartigen' Bausteines einzugreifen vermag. Es ist auch guf der Seite des Steges 4, von der das abgewinkelte Ende 5 absteht, eine Nut 10 vorgesehen, die die gleiche Tiefe hat wie die Nut 8, so, daß der Steg 9 sm Grunde einer breiten Nut 8, 10 angebracht ist und eine Länge aufweist, die etwa doppelt So groß ist wie der über die Außenfläche des Bausteines 1 hinausstehende Abschnitt des Steges. Auf diese Weise erhalten die Stege eine gute Elastizität und ermöglichen größere Maßtoleranzen, ohne den guten Sitz zusammengeschobener Bausteine zu beeinträchtigen.
• Nach der Erfindung sind zum Zusammenwirken mit diesen Bausteinen 1 weitere Bausteine vorgesehen, die keine elektrischen oder elektronischen Bauelemente aufnehmen, sondern zum mechanischen Aufbau von Gebilden ver schiedenster Art bestimmt und geeignet sind, wie beispielsweise von Gestellen Gebäuden, Geräten und Fahrzeugen sowie physikalischen Lehrmodellen.
• In der Anordnung nach den Figo 1 und 2 ist der BauQ stein 1 nach dem Hauptpatent mit einem solchen Baustein 101 nach der Erfindung verbunden der die Form eines langgestreckten Klotzes mit quadratischem Querschnitt aufweist0 Dieser Klotz ist an zwei- einander gegenüberliegenden Seitenflächen in regelmäßigen Abständen mit im wesentlichen T-förmigen Nuten 102 versehen, die sich quer zur Längsachse des Klotzes erstrecken. Diese T-förmigen Nuten 102 werden, wie aus Fig. 2 ersichtlich, im wesentlichen von zwei hinterschnittenen Nuten 103 gebildet die den hinterschnittenen Nuten 8 des Bausteines 1 nach dem Hauptpatent entsprechen und derart Rücken an Rücken angeordnet sind, daß sie sich zu der im wesentlichen T-förmigen Nut ergänzen. In der Mitte des Nutengrundes ist eine sich in Längsrichtung der T-förmigen Nut 102 erstreckende Rippe 104 angeordnet, deren Höhe geringer ist als die Tiefe der Nut. Diese Rippe 104 hat einen etwa dreieckförmigen Querschnitt mit abgerundetem Scheitel und es sind die benachbarten Flanlcen 105 der T»förmigen Nut im wesentlichen parallel zu den Flanken der Rippe 104 ausgerichtet. Der Abstand zwischen den Flanken 105 der Nut und den Flanken 106 der Rippen ist etwa der Breite eines Steges 4 des anderen Bauteiles 1 gleich so daß ein solcher Steg zwischen diesen beiden Flanken Fiihrung findet und in eine der beiden Teilnuten 103, die durch die Rippe 104 gegeinander abgegrenzt sind, eingeschoben werden kann, wie es die Fig. 1 und 2 zeigend Wie aus Fig: 2 deutlich ersichtlich, wird ein in eine solche Teilnut 103 eingreifender SteE 4 wegen der Schrägstellung der Flanken 105 und 106, gegenüber den Seitenflächen der Bausteine 1 und 101 schräg verspannt. Auf diese Weise werden elastische Kräfte erzeugt die dafür sorgen, daß die Bausteine 1 und 101 spielfrei unter Vorspannung aneinander anliegen und Maßtoleranzen ausgeglichen werden, die entweder bei der Fertigung oder durch längeren Gebrauch entstanden sind. Daher gewährleisten die erfindungsgemäßen Bausteine auch noch naoh langem Gebrauch einen einwandfreien Sitz und guten ZusammenhaltO Der in Fig. 1 dargestellte, klotzförmige Baustein 101 weist außer an zwei einander gegenüberstehenden Längsseiten auch an einer Endfläche 107 eine im wesentlichen T-förmige Nut 102 auf. Au der anderen Endfläche 108 ist der Klotz, dagegen mit einem ii wesentlichen T-förmigen Steg versehen, dessen Mittelschenkel eine Kerbe 110 aufweist, die zur Aufnahme der am Grunde der Nuten 102 angeordneten Rippen 104 dient. Der Steg 109 ist im wesentlichen der Form der Nut 102 angepaßt, jedoch sind die Teile des Mittelschenkels etwas stärker gespreizt, als es der Schrägstellung der Nutenflanken 105 entspricht, so daß die T-förmigen L>tee 109 leicht zusammengedrückt werden müssen, wenn sie in eine Nut 102 eingefügt werden sollen.
• Auch hierdurch wird eine elastche Verspannung der Bauteile erzielt, die auch unter Berücksichtigung von Fertigungstoleranzen und noch nach langem Gebrauch einen sicheren Sitz gewährleistet. Endlich ist der klotzförmige Baustein 101 mit Bohrungen 111 und 112 versehen, die sich alle parallel zu den Nuten 102 erstrecken und von denen die Bohrungen 111 zwischen den Nuten und die Bohrungen 112 in den Mittelebenen zwischen Je zwei benachbarten Nuten angeordnet sind.
• Die Bohrungen 112 haben einen größeren Durchmesser als die zwischen den Nuten 102 angeordneten Bohrungen 111 und sind zur Aufnahme von nicht näher dargestellten Steckachsen und dergleichen bestimmt. Die Bohrungen 111 dienen dagegen im wesentlichen zur Verminderung des Materialbedarfs bei der Herstellung der erfindungsgemäßen austeine und zum Ersielen gleichmäßiger Flußquerschnitte. Die erfindungsgemäßen Bausteine werden nämlich vorzugsweise im Spritzgußverfahren aus Kunststoff hergestellt, wodurch nicht nur die Herstellung besonders einfach und billig wird, sondern den Bausteinen auch durch die Wahl eines geeigneten Kunststoffes die gewünschte Elastizität und Formbaständigkeit erteilt werden Als ein besonders geeigneter Kunststoff hat sich ein Polyoxymethyenpolymerisat erwiesen.
• Es versteht sich, daß nach der Erfindung Bauatein verschiedenster Gestalt hergestellt werden können.
• Der Baustein 113 nach den Fig. 3 und 4 hat ebenfalls eine klotzförmige Gestalt wie der Baustein 101 nach Fig. 1, ist Jedoch kürzer ausgebildet und weist an seinen Längsseiten nur drei annähernd T-förmigen Nuten 102 auf und nicht fünf, wie der Baustein 101 nach Fig. lo Weiterhin ist dieser Baustein nicht nur an zwei einander gegenüberliegenden Seitenflächen, sondern an allen vier Seitenflächen mit solchen Nuten 102 versehen, die, wie Fig. 4 deutlich zeigt, mit ihren Enden ineinander übergehen, so daß freie Eckbereiche 114 entstehen Im Bereich zwischen den Nuten bleibt dann ein quadratischer Kern 115 stehen, Am Grunde der Nuten 102 sind wieder Mittelrippen 104 angeordnet, obwohl bei solchen Bi steinen auch an zwei einander gegenüberliegenden Seiten auf solche Rippen 104 verzichtet werden kann, so daß diese Seiten dann nur mit anderen Bausteinen nach der Erfindung verbunden werden können, weil in den rippenlosen Nuten nur die annähernd T-förmigen Stege 110 Halt finden, Weiterhin sind bei dem Baustein nach den Fig, 3und 4 beide Endflächen 116 mit §-förmigen Stegen 109 versehen0 Parallel zu diesen Stegen sind in den Abschnitten des Bausteines 113, die zwischen benachbarten Nuten 102 liegen, wieder Bohrungen 112 angebracht, die zur Aufnahme von Steckachsen oder dergleichen dienen können, Die an den Enden des Bausteines nach Fig. 3 angebrachten Stege 119 haben eineLänge, die etwa der Seitenlage des Kernes 115 entspricht. Außerdem sind an beiden Enden der Stege 109 Aussparungen 121 angebracht, deren Tiefe und Breite der Tiefe und größten Breite der Nuten 102 gleich ist.
• Da die Tiefe der Nuten 102 etwa gleich einem Viertel der Seitenlbnge des Bausteines ist, ist die Seitenlänge des Kernes 115 und damit die Lunge des Steg es 119 etwa gleich der @@lben beltenlange des Bausteines und es ernnen sich auch ein Eckbereich 114 und die angrenzende Aussparung 121 eines mit seinem Steg 119 in eine der beiden den Eckbereich bildenden Nuten 102 eingesetzten weiteren Bausteins eu.
• einer Öffnung mit einer etwa der halben Seitenlänge des bausteines gleicher Lunge, die das Einführen des Steges eines dritten Bausteines ermöglicht.Auf diese Weise lassen sich Knotenstellen schaffen, bei denen an allen vier Seiten eines Bausteines in die miteinander in Verbindung stehenden Nuten die Stege weiterer Bausteine eingesehoben sind.
• Zur Verbindung der erfindungsgemäßn, klotzförmigen Bausteine, wie sie in den Fig. 1 bis 4 dargestellt sind, können Verbindungsstücke dienen, von denen die Fig. 5 bis 7 mehrere Varianten zeigen. Allen diesen Verbindungsstücken ist gemeinsam, daß sie quadratische Mantelflächen 117 aufweisen, die die gleiche Größe haben wie die Endflächen 107, 108 und 116 der Bausteine 101 bzwO 113 nach den Fig. 1 und 3, deren Größe also dem Querschnitt der klotzförmigen Bau steine 101 und 113 gleich ist, Das Verbindungsstück 118 nach Fig. 5 hat einen würfelförmigen Grundkörper, so daß er vier aneinander angrenzende Mantelflächen 117 aufweist. Drei dieser Mantelflächen sind mit annähernd T-förmigen Nuten 102 versehen, die alle parallel zueinander verlaufen, wogegen die vierte Stirnfläche mit einem annähernd T-förmigen Steg 109 versehen ist, der parallel zu den Nuten 102 verläuft.
• Die beiden übrigen, zu den Mantelflächen 117 senkrechten Stirnflächen den Verbindungsstückes 118, auf denen die Nuten 102 und der Steg 109 senkrecht stehen, sind ebenfalls mit Nuten 102 versehen. Es versteht sich, daß auch an diesen Flächen Stege angebracht oder diese Flächen ohne Verbindungselemente ausgebildet sein könnten. Das Verbindungsstück 119 nach Fig. 6 ist ebenfalls würfelförmig wie das Verbindungsstück 118 nach Fig. 5, weist jedoch an seinen vier Mantelflächen 117 jeweils einen Steg 109 auf.
• Auch hier sind die Stege kürzer gehalten als die Seiten des Würfels und es entspricht ihre Lange etwa den Abmessungen des Kernes 115 des Klotzes 113 nach den Fg 3 und 4. Diese verkürzten Stege ermöglichen die Verbindung solcher Bausteine mit Nuten auf benechbarten Seitenflächen, deren Enden ineinander übergehen, wie sie bei dem Baustein 113 nach FiF. 3 vorhanden sind.
• Fig. 7 zeigt endlich ein dreieckförmiges Verbindungsstück 120, das an zweien seiner Mantelflächen 117 verkürzte Stege 109 und an der dritten Mantelfläche eine annähernd X-förmige Nut 102 mit Mittelrippe 104 aufweist.
• Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern Abweichungen davon möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Solche Abweichungen können inabesondere in der Größe und Form der Bausteine sowie der Anordnung der Nuten und Stege an diesen Bausteinen liegend So können klotzförmige Bausteine beliebiger Lange vorgesehen werden und es können außer dreieckigen und quadratischen Verbindungsstücken auch mehreckige, insbesondere fünf-und sechseckige vorgesehen werden.

Claims (11)

Patentansprüche

1. Baustein, der mit anderen Bausteinen verbindbar ist, die nach Patent ... (Pat.Anm. P 16 03 375.3) senkrecht von den Seitenflächen abstehende Stege aufweisen, die an ihren Enden alle in der gleichen Umfangsrichtung abgewinkelt sind, und der zu diesem Zweck an seinen Seitenflächen mit hinterschnittenen Nuten versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwie hinterschnittene Nuten (103) derart Rücken an Rücken angeordnet sind, daß sie sich zu einer im wesentlichen T-förmigen Nut (102) ergänzen, und daß in der Mitte des Nutengrundes eine sich in Längsrichtung der Nut erstreckende Rippe t104) angeordnet ist, deren Höhe geringer ist als die Tiefe der Nut (102)o

2. Baustein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippe (104) einen trapez- oder dreieckförmigen Querschnitt aufweist und die benachbarten Blanken (105) der' Nut (102) im wesentlichen parallel zu den Flanken der Rippe (104) verlaufen, derart, daß ein in die Nut (102) eingreifender Steg (4) eines anderen Bausteines (1) gegenüber den Seitenflächen der Bausteine (1 und 101) schräg verspannt ist.

3. Baustein nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er die Form eines langgestreckten Klotzes (101) mit quadratischem Querschnitt aufweist und an mindestens zwei einander gegen überliegenden Seitenflaohen in regelmäßigen Abständen mit Nuten (102) versehen ist, die sich quer zur Längsachse des Klotzes erstrecken.

4. Baustein nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an allen vier Seitenflächen Nuten (102) vorgesehen sind, deren Enden ineinander übergehen.

So Baustein nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß @r mit in die Nuten (102) passenden, etwa T-förmigen Stegen (109) versehen ist, deren gittelschenkel eine zur Aufnahme der Rippe (104) dienende Kerbe (110) aufweist.

6. Baustein nach den Ansprüchen 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß T-förmige Stege (109) an den Endflächen (108) der Klätze (101) angebracht sind.

7o Paustein nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der ;tee (109) höchstens doppelt 80 groß ist. wie die Tiefe der Nuten (102) und der Baustein an beiden Enden des Steges mit Aussparangen (121) versehen ist, deren Tiefe @@@@Breite etwa der Tiefe bzw. der größten Breite der Nuten (102) gleich ist.

8. Baustein nach einem den Ansprüche 3 bis- 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung klotzförmiger Bausteine mehreckige Verbindungsstücke (z.B. 118) mit quadratischen Mantelflächen (117) vorgesehen sind, deren Größt dem Querschnitt der klotzförmigen Bausteine (101 bzw. 113) gleich ist and die senkrecht zu den Stirnflächen gerichtete Nuten (102)und/oder Stege (109) aufweisen.

9e 0' Baustein nach einem der. vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er mit Bohrungen (112) für Steckachsen oder dergleichen versehen ist.

10 O Baustein nach den Ansprüchen 3 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (112) in der Mittelebene zwischen Je zwei benachbarten Nuten (102j angeordnet sind und sich parallel zu den Nuten (102) erstrecken.

11 . Baustein nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem elastischen Kunststoff, vorzugsweise einem Polyoxymethylenpolymerisat, besteht.

L e e r s e i t e