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Die folgende Erfindung betrifft eine Kugelbahn mit einer Mehrzahl von Aufbauelementen und Bahnelementen, wobei jedes Aufbauelement über eine erste Kontaktfläche mit einem anderen Aufbauelement und/oder einem Bahnelement magnetisch verbunden ist.
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Kugelbahnen sind im Stand der Technik allgemein bekannt. Eine solche Kugelbahn wird aus einem Bausatz mehrerer Aufbauelement und mehrerer Bahnelemente hergestellt. Die Aufbauelemente und Bahnelemente können unterschiedlich bemessen sein. Allerdings sind die Kontaktflächen zwischen den einzelnen Aufbauelementen bzw. zwischen den einzelnen Bahnelementen einerseits sowie zwischen den Aufbauelementen und den Bahnelementen andererseits identisch. Dadurch wird den zusammengesetzten Aufbauelementen und Bahnelementen die nötige Stabilität verliehen, wenn diese wie Bauklötze übereinander gestapelt und aneinander gereiht sind. Die Aufbauelemente; und in einigen Fällen auch die Bahnelemente, haben Durchgangsbohrungen, die einen größeren Durchmesser als einen Kugelumfang haben. Die Bahnelemente weisen auf einer Oberseite eine konkave Bahn mit einem Gefälle auf, das sich von einer Kontaktfläche zu einem Ende der betreffenden Seite erstreckt und dort entweder offen endet oder geschlossen in einer Durchgangsbohrung mündet.
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Die Bahnelemente werden in der Regel horizontal angeordnet, während die Aufbauelemente in der Regel vertikal angeordnet werden. Die Aufbauelemente dienen also in erster Linie dazu, Höhe zu gewinnen und/oder die Kugel von einem Bahnelement zu einem nächsten Bahnelement zu führen. Aufgrund unterschiedlich langer Aufbauelemente und unterschiedlich langer Bahnelemente können relativ hohe und abwechslungsreiche Bahnkonstruktionen geschaffen werden, wobei eine oben auf einem ersten Bahnelement angesetzte Kugel über die konkave Bahn und das Gefälle nach unten rollt und nach Verlassen des ersten Bahnelements durch eine Durchgangsbohrung eines Aufbauelements hindurch, dann gegebenenfalls durch eine weitere Durchgangsbohrung eines angrenzenden weiteren Aufbauelements hindurch und unter Änderung der Richtung im höher liegenden Bereich einer konkaven Bahn eines zweiten Bahnelements landet und dann das Gefälle diese Bahn herunterrollt, bis sie am Ende dieses Bahnelements wieder über ein weiteres Aufbauelement zu einem dritten Bahnelement gelangt. Diese Bahnfolge lässt sich natürlich fortsetzen. Es können auch mehrere Kugelbahnen parallel oder in Kombination aufgebaut werden.
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Die Aufbauelemente und Bahnelemente weisen an entgegengesetzten Seiten jeweils Kontaktflächen auf, die in ihrer Geometrie und Abmessung den Kontaktflächen eines jeweils angrenzenden Aufbauelements oder Bahnelements entsprechen.
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Die im Stand der Technik bekannten Kugelbahnen weisen entweder keine Mittel zur Lagefixierung der einzelnen Aufbauelemente und Bahnelemente an den jeweiligen Kontaktflächen auf oder aber zwei an diagonal gegenüberliegenden Eckbereichen einer Kontaktfläche integrierte Magnete auf. Aufgrund der Anordnung von zwei Magnetpunkten in diagonal gegenüberliegenden Ecken einer Kontaktfläche lassen sich nur ganz bestimmte lagefixierte Ausrichtungen beim Zusammenbau von Bahnelementen und Aufbauelementen erreichen. Ein Drehen eines Bahnelements auf einer Kontaktfläche eines Aufbauelements zur Veränderung der Ausrichtung desselben ist z. B. nicht möglich, ohne die magnetische Kraftwirkung an wenigstens einem der Magnetpunkte zu verlieren und die Fixierung zu lösen.
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Die Magnetpunkte an den Kontaktflächen der Aufbauelemente und Bahnelemente einer Kugelbahn des Standes der Technik behindern die freie Konstruktion. Es besteht eine starke Einschränkung beim Bau einer Kugelbahn.
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Andere Kugelbahnen, die bereits aufgrund der Gestaltung der Aufbauelemente und Bahnelemente größere Freiheiten bei der Konstruktion gewähren, weisen aber keine Magnete auf. Aufgrund der fehlenden Lagefixierung wird es unmöglich, größere Konstruktionen herzustellen, ohne die Stabilität zu verlieren. Fertig gestellte Konstruktionen stürzen häufig ein.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, eine Kugelbahn des Standes der Technik weiterzubilden, mit der eine hohe Gestaltungsfreiheit bei der Schaffung von Bahnkonstruktionen und gleichzeitig eine bessere Haltbarkeit zwischen einzelnen Bauelementen gewährleistet ist.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die erste Kontaktfläche einen in Bezug zur Geometrie der ersten Kontaktfläche mittig angeordneten ersten Magneten aufweist und wenigstens ein Aufbauelement und/oder Bahnelement eine zweite Kontaktfläche aufweist, die mit der ersten Kontaktfläche die magnetische Verbindung herstellen kann.
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Mit „erster Kontaktfläche” und „zweiter Kontaktfläche” sind zwei räumlich unterschiedliche Kontaktflächen gemeint, die identisch oder wenigsten in einigen Merkmalen unterschiedlich zueinander sein können. Sie können sich beide einzeln und in Kombination an einem Aufbauelement und/oder einem Bahnelement befinden.
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Mit „erstem Magneten” ist ein Magnet gemeint, der der ersten Kontaktfläche zugeordnet ist.
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Die in Bezug auf eine Kontaktfläche zentrale Anordnung eines einzigen Magneten führt zu dem Vorteil, dass zwei magnetisch aneinander festgehaltene Bauelemente, zum Beispiel ein Bahnelement und ein Aufbauelement, relativ zueinander verdreht werden können, ohne dass die magnetische Kraftwirkung zwischen den beiden Bauelementen beeinträchtigt wird. Zudem ist es von Vorteil, dass nur die erste Kontaktfläche zwingend einen ersten Magneten aufweist. Die zweite Kontaktfläche kann wahlweise einen Magneten oder ein magnetisierbares Element aufweisen, wie zum Beispiel eine Metallplatte, damit eine magnetische Verbindung zwischen der ersten und zweiten Kontaktfläche hergestellt werden kann.
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Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass die zweite Kontaktfläche einen in Bezug zur zweiten Kontaktfläche zentral angeordneten zweiten Magneten aufweist. Durch die Anordnung von zwei Magneten, die eine magnetische Verbindung herstellen und daher entgegengesetzt gepolt sind, kann die Kraftwirkung optimal eingestellt werden.
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Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass der erste und zweite Magnet als Scheibe oder Ringscheibe ausgebildet sind und im Wesentlichen einen gleichen Durchmesser haben. Dadurch liegen die beiden Magneten mit ihrer gesamten Fläche aufeinander, wenn zwischen der ersten und zweiten Kontaktfläche ein Kontakt hergestellt ist. Durch die alternative Ausbildung als Ringscheibe ist es möglich, den zweiten Magneten auch am Umfang einer Durchgangsbohrung eines Aufbauelements anzuordnen.
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Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass der erste und zweite Magnet eine im Wesentlichen gleiche magnetische Kraft mit entgegen gesetzter Kraftwirkung haben.
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Die Verwendung von gleichen Magneten vereinfacht die Handhabung der Bahnelemente und Aufbauelemente während der Konstruktion.
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Es kann auch ein Vorteil sein, dass die zweite Kontaktfläche ein in Bezug zur Geometrie der zweiten Kontaktfläche zentral angeordnetes magnetisierbares Element aufweist, wie dies bereits ausgeführt wurde. In diesem Falle müsste bei der Konstruktion einer Kugelbahn nicht auf die Polung von zwei unterschiedlichen Magneten geachtet werden.
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Es ist auch ein Vorteil, dass das magnetisierbare Element als Scheibe oder Ringscheibe ausgebildet ist. Auch das magnetisierbare Element kann dann bündig an dem ersten Magneten anliegen oder in dem Umfang einer Durchgangsbohrung eines Aufbauelements angeordnet ist.
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Ein weiterer Vorteil ist, dass das magnetisierbare Element einen etwas größeren Durchmesser als der erste Magnet hat. Dadurch ist gewährleistet, dass die magnetische Haltung zwischen zwei benachbarten Bauelementen bei einem Drehvorgang der Bauelemente relativ zueinander immer beibehalten wird.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus den Merkmalen der weiteren Unteransprüche.
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
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1 eine schematische Draufsicht eines Aufbauelements gemäß vorliegende Erfindung;
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2 eine schematische Seitenansicht des Aufbauelements aus 1;
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3 eine schematische Ansicht von unten des Aufbauelements von 1; und
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4 eine schematische Ansicht eines Bahnelements gemäß vorliegende Erfindung von unten.
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In 1 ist schematisch ein Aufbauelement 1 zum Aufbauen einer Kugelbahn von oben dargestellt. Das Aufbauelement 1 hat einen im Wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt und ist in der vorliegenden Ausführungsform im Wesentlichen quadratisch. Die Querschnittsfläche des Aufbauelements 1 bildet eine erste Kontaktfläche 3. Die erste Kontaktfläche 3 weist in ihrem Zentrum einen ersten Magneten 5 auf. Der erste Magnet 5 ist in der vorliegenden Ausführungsform als Magnetscheibe ausgebildet, kann in anderen Ausführungsformen aber auch als Magnetring bzw. als Ringscheibe ausgebildet sein. Der scheibenförmige erste Magnet 5 ist in der ersten Kontaktfläche 3 zentral angeordnet und so in die erste Kontaktfläche 3 eingefügt, dass seine Oberfläche bündig mit der ersten Kontaktfläche 3 ist (siehe 2).
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2 ist eine schematische Seitenansicht des Aufbauelements 1. Die Länge des dargestellten Aufbauelements 1 kann variieren, während der Querschnitt bzw. die Abmessung der ersten Kontaktfläche 3 auch bei unterschiedlich langen Aufbauelementen 1 vorzugsweise gleich bleibt.
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In 2 ist zu sehen, dass die Stirnflächen des Aufbauelements 1 identisch sind mit der Querschnittsfläche bzw. der ersten Kontaktfläche 3 aus 1. In anderen Ausführungsformen ist aber vorstellbar, eine Kontaktfläche in der Abmessung der ersten Kontaktfläche 3 auch an ein oder mehreren Seitenflächen 7 vorzusehen. Auch diese Kontaktflächen weisen dann zentral einen Magneten auf, der dem ersten Magneten 5 entspricht.
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In 3 ist schematisch eine Unterseite des Aufbauelements 1 dargestellt. Die Unterseite bildet ebenfalls eine Stirnseite des Aufbauelements 1, mit einer Querschnittsfläche, die im Folgenden als zweite Kontaktfläche 9 bezeichnet wird. Die zweite Kontaktfläche 9 hat die gleiche Abmessung wie die erste Kontaktfläche 3 und weist in ihrem Zentrum einen zweiten Magneten 11 auf, der genauso ausgebildet ist, wie der erste Magnet 5. Vorzugsweise sind der erste Magnet 5 und der zweite Magnet 11 hinsichtlich ihrer Kraft identisch aber unterschiedlich in Bezug auf ihre Polung. In anderen Ausführungsformen ist es aber auch möglich, dass die zweite Kontaktfläche 11 mit der ersten Kontaktfläche vollständig identisch ist, das heißt, dass auch der zweite Magnet 11 hinsichtlich seiner Polung identisch ist mit dem ersten Magneten 5.
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Mit „zweitem Magnet” ist ein Magnet gemeint, der der zweiten Kontaktfläche 11 zugeordnet ist.
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Als Alternative zu einem zweiten Magneten 11 kann auch ein magnetisierbares Element 11' verwendet werden, das dann in seinem Durchmesser etwas größer als der erste Magnet 3 ausgebildet ist.
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Wenn der erste Magnet 3 und der zweite Magnet 11 unterschiedlich gepolt sind, dann können zwei Aufbauelemente 1 in identischer Ausbildung über die Verbindung zwischen einer ersten Kontaktfläche 3 und einer zweiten Kontaktfläche 9 miteinander verbunden werden.
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In 4 ist schematisch ein Bahnelement 13 in einer Ansicht von unten schematisch dargestellt. Auf der nicht sichtbaren Seite befindet sich die eigentliche Bahn für eine Kugel, die in Längsrichtung ein Gefälle aufweist. Solche Konkavenrinnen mit Gefälle für den Bau von Kugelbahnen sind allgemein bekannt und nicht Teile der vorliegenden Erfindung.
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Das Bahnelement 13 weist an einer Unterseite 15 in der Nähe der beiden entgegengesetzten Enden jeweils eine erste und/oder zweite Kontaktfläche 3, 9 auf. Die erste und zweite Kontaktfläche 3, 9 sind identisch in ihrer Abmessung mit der ersten und zweiten Kontaktfläche 3, 9 des Aufbauelements 1. In ihrem Zentrum weisen die erste und zweite Kontaktfläche 3, 9 jeweils einen ersten Magneten 5 und einen zweiten Magneten 11 bzw. ein magnetisierbares Element 11' auf.
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Das Bahnelement 13 kann über seine erste Kontaktfläche 9 mit einer zweiten Kontaktfläche 3 des Aufbauelements 1 verbunden werden. Das Bahnelement 13 weist auf seiner Oberseite eine weitere erste oder zweite Kontaktfläche 3 oder 9 auf, so dass das Bahnelement 13 zwischen zwei Aufbauelemente 1 eingefügt werden kann.
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Aufgrund der zentralen Anordnung des ersten Magnets, des zweiten Magnets und/oder des magnetisierbaren Elements in der jeweiligen ersten und/oder zweiten Kontaktfläche 3, 9 können die Bahnelemente 13 und die Aufbauelemente 1 miteinander kombiniert und in Bezug zueinander verdreht werden, ohne die zwischen den Kontaktflächen hergestellte magnetische Verbindung zu lösen. Eine Lagefixierung der verbundenen Bauteile bleibt somit erhalten.
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Die Begriffe „erste Kontaktfläche” und „zweite Kontaktfläche” und „erster Magnet” und „zweiter Magnet” dienen im vorstehenden nur dazu, unterschiedliche Raumlagen zu beschreiben. Tatsächlich ist dem Fachmann freigestellt, die Polung eines zentral angeordneten Magneten in der ersten und zweiten Kontaktfläche 3, 9 frei zu wählen. So können auch an einem Bahnelement 13 an den beiden Enden gleichpolige Magnete 5, 11 vorhanden sein. Es können auch einige Bahnelemente 13 vorhanden sein, an denen nur magnetisierbare Elemente 11' vorgesehen sind. Ebenso können Bahnelemente 13 vorgesehen sein, an welchen an den beiden Enden jeweils unterschiedlich gepolte Magnete 5, 11 vorgesehen sind.
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In anderen Ausführungsformen ist es auch möglich, an der Unterseite eines Bahnelements 13 mehr als zwei Kontaktflächen 3, 9 vorzusehen. So könnte zum Beispiel eine weitere Kontaktfläche zwischen der ersten Kontaktfläche 3 und der zweiten Kontaktfläche 9 vorgesehen sein. Auch die Wahl einer Polung eines darin eingefügten Magneten 5, 11 liegt im freien Ermessen eines Fachmanns.
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Gleiches gilt auch für das Aufbauelement 1. Auch bei dem Aufbauelement 1 können die beiden Kontaktflächen 3, 9a den Stirnseiten identisch sein oder aber tatsächlich hinsichtlich der Polung der Magnete 5, 11 unterschiedlich sein. Auch für die Aufbauelemente 1 gilt, dass einige von diesen anstelle von Magneten 5, 11 an den Kontaktflächen 3, 9 nur magnetisierbare Elemente 11' aufweisen.
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Die Aufbauelemente 1 und Bahnelemente 13 werden üblicherweise in einem Bausatz geliefert, der unterschiedliche Bahnelemente 13 und auch unterschiedliche Aufbauelemente 1 aufweist. Wichtig für die vorliegende Erfindung ist, dass zwischen den Bahnelementen und Aufbauelementen eine magnetische Verbindung hergestellt wird, wobei diese magnetische Verbindung durch einen einzigen zentral angeordneten Magneten 5, 11 in einer erste und zweiten Kontaktfläche 3, 9 hergestellt wird, der mit entweder einem gegenpoligen Magneten 11, 5 einer angefügten weiteren Kontaktfläche 9, 3 oder einem statt dessen magnetisierbaren Element 11' eine magnetische Verbindung herstellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Aufbauelement
- 3
- erste Kontaktfläche
- 5
- erster Magnet
- 7
- Seitenfläche
- 9
- zweite Kontaktfläche
- 11
- zweiter Magnet
- 11'
- magnetisierbares Element
- 13
- Bahnelement
- 15
- Unterseite
