Plattenförmiges Bauelement für Systembauspielzeuge
Die Erfindung befasst sich mit der Ausbildung eines plattenförmigen Bauelementes für Systembauspielzeuge, dessen Seitenlänge d gleich der Breite a ist oder ein ganzzahliges Vielfaches der Breite a beträgt und das an einer Hauptfläche jeweils an allen vier Ecken eines oder mehrerer nebeneinanderliegender Quadrate der Seitenlänge a quadratische Zapfen trägt.
Mit Hilfe solcher Bauelemente, die in entsprechender Anzahl zusammengesetzt werden können, lassen sich die verschiedenartigsten Konstruktionen bzw. Bauwerke unter Anwendung des Steck- bzw. Klemmprin- zips zwischen den einzelnen Bauelementen ausbilden.
Bekannte Bauspielsteine sind in Hohikastenform ausgebildet und mit kreuz- bzw. sternartigen Vorsprüngen versehen, die in entsprechend geformte Ausnehmungen des Nachbarelementes eingreifen. Es sind auch plattenförmige Vorsprünge vorgesehen worden, die sowohl auf der Unterseite als auch auf der Oberseite einer Bauelementplatte angeordnet sind. Um Bauwerke zu erstellen, sind dabei aber noch andere geformte Hohlsteine notwendig, in welche die plattenartigen Vorsprünge jeweils eingreifen.
Ein anderes vorbekanntes Bauelement für Systembauspielzeuge weist auf der einen Seite in der Mitte eine Reihe von Vorsprüngen auf. An der anderen Seite ist der Baustein kastenförmig offen und mit drei durchgehenden Nuten von unterschiedlicher Breite versehen, die mit den Vorsprüngen eines benachbarten Bauelementes zur Herstellung einer Klemmverbindung zusammenwirken. Man hat anderseits bereits Bausteine in Hohlkastenform an ihrer einen Fläche mit nach oben gerichteten ringförmigen Vorsprüngen versehen, die sich in Form konischer, buchsenartiger Vorsprünge in den Hohlraum des Bauelementes fortsetzen, so dass zur Herstellung einer Klemmverbindung zwischen zwei Bausteinen die Enden der sich verjüngenden Buchsen jeweils in die ringförmigen Vorsprünge eines benachbarten Bausteines eingreifen.
Ebenfalls bei kastenförmigen und einen einseitig offenen Hohlkörper bildenden Bauelementen sind am Boden aussenseitig Kupplungsorgane in Form von Vorsprüngen zum Eingriff mit den inneren Seitenflächen eines entsprechenden Nachbarelementes vorhanden. Die Klemmwirkung kommt dabei zwischen den aussenseitigen Kupplungsorganen an der Bodenfläche eines Elementes und den inneren Seitenflächen eines entsprechenden Nachbarelementes zustande, was eine grosse Genauigkeit bei der Herstellung derartiger Elemente erfordert.
Um die Klemmverbindung zwischen zwei Bauelementen eines solchen Systembauspielzeugs zu verbessern, sind schliesslich auch schon an der einen Seite eines Bauelementes paarweise nebeneinander angeordnete Kupplungsorgane in Form von an jeder Ecke eines Quadrates angeordneten vorzugsweise zylindrischen Primärzapfen vorgesehen worden, während die gegenüberliegende Seite des Bauelementes Sekundärzapfen trägt, wobei die Primärzapfen eines Bauelementes zwischen die Sekundärzapfen eines benachbarten Bauelementes eingreifen. Die zusammengefügten Bauelemente liegen in jeweils parallelen Ebenen. Ein Zusammenstecken in sich schneidenden, z. B. senkrecht aufeinanderstehenden Ebenen, ist aus dieser Bauform heraus nicht möglich. Dies engt aber die Konstruktionsmöglichkeiten ein.
Die Erfindung verfolgt das Ziel, bei Bauelementen der eingangs bezeichneten Art neue Variationen durch vielseitigere Konstruktionsmöglichkeiten zu schaffen, und zwar insbesondere in der Weise, dass die zu einer Konstruktion zusammengefügten einzelnen Bauelemente nicht nur in parallelen, sondern auch in zueinander senkrechten Ebenen liegen können. Dies wird nun nicht etwa dadurch erreicht, dass zusätzliche seitliche Steckverbindungselemente angeordnet werden, sondern erfindungsgemäss dadurch, dass die Zapfen eine Seitenlänge von 1/3 a aufweisen, und dass die Höhe der Bauelemente im Bereich der Zapfen gleich deren Seitenlänge 1/3 a ist.
Aus der Tatsache, dass die quadratischen Zapfen an den Ecken eines Quadrates der Seitenlängen a angeordnet sind, folgt, dass auch der Abstand zwischen den einzelnen Zapfen jeweils 1/3 a beträgt. Während die eine Hauptfläche der Platte des Bauelementes beispielsweise eben ausgebildet ist und die gegenüberliegende Hauptfläche die Zapfen trägt, treten an den Seiten eines solchen Bauelementes zwischen den einzelnen Zapfen Ausnehmungen in Erscheinung, deren Grundfläche ebenfalls ein Quadrat bildet und deren Seitenfläche ein Rechteck von der Grösse der halben quadratischen Grundfläche eines Zapfens ergibt. Infolgedessen lassen sich diese Bauelemente auch in senkrecht aufeinanderstehenden Ebenen aneinanderstecken.
Das Bauelement besteht zweckmässig aus einem im Wege der Spritztechnik zu verarbeitenden Kunststoff, wenngleich auch andere Kunststoffe als Ausgangsmaterial in Frage kommen. Es ist auch möglich, die Bauelemente aus Metall, z.B. Zinkdruckguss, zu fertigen.
In weiterer Ausgestaltung kann die Dicke der Bauelemente ohne Zapfen gleich der halben Seitenlänge der Zapfen sein. Aus Materialersparnisgründen können die Bauelemente als zumindest nach einer Seite offene Hohlkörper ausgebildet werden. Es ist anderseits auch möglich, an dieser offenen Seite rippenartige Verstärkungen anzubringen.
Es liegt im Rahmen dieses allgemeinen Gedankens, die Bauelemente an der die Zapfen tragenden Hauptfläche in der Mitte jedes Quadrates der Seitenlänge a mit einer zu diesem seitenparallelen quadratischen Ausnehmung mit der Seitenlänge der Zapfen zu versehen. Diese Ausnehmung kann z. B. durch an der Unterseite des Bauelementes angeordnete Rippen gebildet werden. Eine solche Ausnehmung dient bevorzugt zur Herstellung einer Steckverbindung mit einem praktisch lediglich einen Zapfen bildenden Bauelement, das dann zwischen den an den Ecken eines Quadrates der Seitenlänge a angeordneten vier quadratischen Zapfen festgesteckt wird und diese lediglich an den Kanten berührt.
Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf ein Bauelement mit einseitig ebener Hauptfläche. Es können vielmehr an der den Zapfen gegenüberliegenden Hauptfläche über den Aussparungen zwischen den Zapfen kreuzförmige Kupplungselemente von einer der Seitenlänge der Zapfen entsprechenden Balkenbreite b und einer der halben Seitenlänge der Zapfen entsprechenden Höhe c gegenüber der Hauptfläche angeordnet sein.
Diese Massnahme macht es möglich, die Bauelemente ohne Überlappung derart zusammenzustecken, dass jeweils eine Hauptfläche deckungsgleich mit der gegen überliegenden Hauptfläche eines anderen Bauelementes zusammenwirken kann, ohne dass die sonstigen Vorteile verloren gehen.
Weiter kann vorgesehen sein, dass in der Mitte jedes Quadrates der Seitenlänge a eine durchsetzende Bohrung geringen Durchmessers vorgesehen ist. Diese Massnahme dient dazu, auch Achsen an dem Bauelement zu befestigen. Gegebenenfalls kann an der die Zapfen tragenden Hauptfläche um die Bohrung noch eine Buchse von geringer Höhe vorgesehen sein.
Eine Alternative besteht darin, dass in jedem Quadrat der Seitenlänge an eine gegenüber dessen Mittelpunkt parallel zu einer oder beiden Seiten um mindestens ihrem halben Durchmesser versetzte und senkrecht durchsetzende Bohrung geringen Durchmessers vorgesehen ist. Die Versetzung trägt dem Umstand Rechnung, dass beim Zusammenstecken der einzelnen Bauelemente in senkrecht aufeinanderstehender Ebene vielfach eine solche Bohrung von dem benachbarten Bauelement zumindest teilweise verdeckt wird.
Das Zusammenstecken der einzelnen Bauelemente wird dann wesentlich erleichtert, wenn die zur Hauptfläche parallelen freien Kanten der Zapfen leicht angefast sind.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Zapfen als quadratische Buchse gleicher Wandstärke auszubilden. Es ist dann möglich, in die Zapfen axial ein Verbindungselement entsprechend verminderter Au ssenabmessungen einzustecken, um so weitere Verbindungsmöglichkeiten zu schaffen, ohne das Prinzip des Systems zu verlassen.
Schliesslich können die einander anliegenden Zapfen nebeneinander liegender Quadrate der Seitenlänge a miteinander verbunden und als rechteckige Buchsen ausgebildet sein.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:
Fig. 1 ein quadratisches Bauelement in perspektivischer Darstellung,
Fig. 2 das Bauelement nach Fig. 1 in Ansicht von unten,
Fig. 3 ein quadratisches Bauelement in einer anderen Ausführungsform in perspektivischer Darstellung,
Fig. 4 das Bauelement nach Fig. 3 in Seitenansicht,
Fig. 5 ein aus mehreren Elementen gemäss Fig.
3 oder 4 zusammengesetztes Bauelement in perspektivischer Darstellung und
Fig. 6 das Bauelement der Fig. 5 in Ansicht von unten.
Das Bauelement 1 nach Fig. 1 weist eine Platte 2 auf, deren unterseitige Hauptfläche (siehe Fig. 2) an jeder Ecke einen quadratischen Zapfen 3 trägt.
Diese Zapfen 3 sind beim wiedergegebenen Ausführungsbeispiel als quadratische Buchse gleicher Wandstärke gestaltet. Zwischen je zwei Zapfen 3 ist eine Aussparung 4 vorhanden. Die Seitenlänge des Bauelementes 1 beträgt a, die Seitenlänge eines jeden Zapfens 3 und einer jeden Aussparung 4 beträgt 1/3 a.
Jeder Zapfen 3 hat einschliesslich der Platte 2 eine Höhe von 1/3 a. Die je an der Seitenfläche des Bauelementes in Erscheinung tretende Höhe der Aussparung 4 entspricht der halben Seitenlänge 1/3 a der Kupplungszapfen 3. Das gleiche Mass bestimmt dann die Dicke der Platte 2.
An der die Kupplungszapfen 3 tragenden Hauptfläche des Bauelementes 1 ist in der Mitte zwischen den Zapfen 3 eine quadratische Ausnehmung 5 vorgesehen, deren Seitenlänge wie diejenige der Zapfen 1/3 a beträgt und die durch Stege 12 begrenzt wird.
Während bei der Ausführungsform nach den Fig.
1 und 2 die den Zapfen 3 abgewandte Hauptfläche 6 eben ist, unterscheiden sich hiervon die Ausführungsformen nach den Fig. 3 bis 6 dadurch, dass auf dieser Hauptfläche 6 der Platte 2 über deren an der Unterseite angeordneten Aussparungen 4 kreuzförmige Kupplungselemente 7 angeordnet sind, deren Balkenbreite b ebenfalls 1/3 a entspricht. Die Höhe c dieser kreuzförmigen Kupplungselemente 7 entspricht der hal- ben Höhe der Zapfen 3.
Die Fig. 5 und 6 geben eine Ausführungsform eines Bauelementes 8 entsprechend der nach den Fig.
3 und 4 wieder, die gleichsam aus n, im vorliegenden Fall vier, durch die gestrichelten Linien ange deuteten Baulementen 1 besteht. Infolgedessen ist die Länge d dieses Bauelementes 8 n a. Während die als Buchsen gleicher Wandstärke ausgebildeten Zapfen 3 der Bauelemente nach Fig. 1 bis 4 eine quadratische Grundfläche aufweisen, bilden die aus zwei einander anliegenden Zapfen 3 gebildeten Zapfen 9 ein Rechteck von gegenüber den Zapfen 3 doppelter Seitenlänge.
Auch diese Zapfen 9 sind zweckmässig als Buchse gleicher Wandstärke ausgebildet. Aus den Fig. 1 und 5 geht hervor, dass in der Mitte eines jeden Qun- drates der Seitenlänge a eine die Platte 2 senkrecht durchsetzende Bohrung 10 von vergleichsweise geringem Durchmesser angeordnet ist. An der Unterseite der Bauelemente 1, 8 wird die Bohrung 10 von einer Buchse 11 geringer Höhe umgeben, so dass die Gesamtlänge der Bohrung nicht grösser ist als die Dicke der Platte 2. Diese Bohrung kann jedoch auch, wie Fig.
6 in der linken Hälfte anhand der Bohrungen 10' erkennen lässt, in Richtung der Längsachse des Bauelementes 8 um etwa den halben Bohrungsdurchmesser verschoben sein. In der rechten Hälfte der Fig. 6 ist anhand der Borhungen 10" angedeutet, dass die Bohrungen 10" nicht nur in Richtung der Längsachse, sondern auch in senkrechter Richtung hierzu jeweils um etwa den halben Bohrungsdurchmesser gegenüber dem Mittelpunkt des Quadrates der Seitenlänge a versetzt sein können.
Schliesslich geht aus Fig. 1 hervor, dass die den Hauptflächen parallelen freien Kanten der Zapfen 3 eine geringe Anfasung 13 aufweisen.
Plate-shaped component for system building toys
The invention is concerned with the formation of a plate-shaped component for system building toys, the side length d of which is equal to the width a or an integral multiple of the width a and which has square pegs on a main surface at all four corners of one or more adjacent squares of side length a .
With the help of such components, which can be put together in a corresponding number, the most diverse constructions or structures can be formed between the individual components using the plug-in or clamping principle.
Known building blocks are designed in the shape of a hollow box and provided with cross-like or star-like projections which engage in correspondingly shaped recesses in the neighboring element. Plate-shaped projections have also been provided which are arranged on both the underside and on the top of a component board. In order to create structures, however, other shaped hollow stones are required, into which the plate-like projections engage.
Another previously known component for system building toys has a row of projections in the middle on one side. On the other side, the building block is open in the shape of a box and provided with three continuous grooves of different widths, which cooperate with the projections of an adjacent component to produce a clamping connection. On the other hand, building blocks in the form of hollow boxes have already been provided on one surface with upwardly directed annular projections which continue in the form of conical, socket-like projections into the cavity of the component, so that the ends of the tapered sockets are used to produce a clamping connection between two building blocks engage in the annular projections of an adjacent building block.
Also in the case of box-shaped components that form a hollow body open on one side, coupling elements in the form of projections for engaging with the inner side surfaces of a corresponding neighboring element are provided on the bottom. The clamping effect comes about between the coupling elements on the outside on the bottom surface of an element and the inner side surfaces of a corresponding neighboring element, which requires great accuracy in the manufacture of such elements.
In order to improve the clamping connection between two components of such a system building toy, coupling elements arranged in pairs next to one another in the form of preferably cylindrical primary pegs arranged at each corner of a square have already been provided on one side of a component, while the opposite side of the component carries secondary pegs, wherein the primary pegs of one component engage between the secondary pegs of an adjacent component. The assembled components lie in parallel planes. A plugging in intersecting, z. B. perpendicular planes is not possible from this design. However, this restricts the design options.
The aim of the invention is to create new variations in components of the type described at the outset through more versatile construction options, in particular in such a way that the individual components assembled into a construction can lie not only in parallel, but also in mutually perpendicular planes. This is not achieved by arranging additional lateral plug connection elements, but according to the invention by the fact that the tenons have a side length of 1/3 a and that the height of the components in the area of the tenons is equal to their side length 1/3 a.
From the fact that the square pegs are arranged at the corners of a square with the side lengths a, it follows that the distance between the individual pegs is also 1/3 a. While one main surface of the plate of the component is, for example, flat and the opposite main surface bears the pegs, recesses appear on the sides of such a component between the individual pegs, the base area also forming a square and the side surface a rectangle the size of the half the square base of a pin. As a result, these components can also be plugged together in planes that are perpendicular to one another.
The component expediently consists of a plastic to be processed by injection molding technology, although other plastics can also be used as the starting material. It is also possible to have the structural elements made of metal, e.g. Die-cast zinc to manufacture.
In a further refinement, the thickness of the components without pegs can be equal to half the side length of the pegs. To save material, the components can be designed as hollow bodies open at least on one side. On the other hand, it is also possible to attach rib-like reinforcements to this open side.
It is within the scope of this general idea to provide the components on the main surface carrying the pegs in the middle of each square of side length a with a square recess parallel to this side with the side length of the pegs. This recess can, for. B. be formed by arranged on the underside of the component ribs. Such a recess is preferably used to produce a plug connection with a component which practically only forms a peg, which is then pinned between the four square pegs arranged at the corners of a square of side length a and only touches them at the edges.
However, the invention is not limited to a component with a main surface that is flat on one side. Rather, cross-shaped coupling elements with a bar width b corresponding to the side length of the pin and a height c corresponding to half the side length of the pin relative to the main surface can be arranged on the main surface opposite the pin above the recesses between the pin.
This measure makes it possible to plug the components together without overlapping in such a way that in each case one main surface can co-operate congruently with the opposite main surface of another component without the other advantages being lost.
It can further be provided that in the middle of each square of side length a a small diameter penetrating hole is provided. This measure is used to attach axes to the component. If necessary, a bushing of small height can also be provided around the bore on the main surface carrying the pins.
An alternative is that in each square of the side length there is provided a bore of small diameter which is offset from its center point parallel to one or both sides by at least half its diameter and penetrates vertically. The offset takes into account the fact that when the individual components are plugged together in a plane perpendicular to one another, such a hole is often at least partially covered by the adjacent component.
The assembly of the individual components is made much easier if the free edges of the pegs that are parallel to the main surface are slightly chamfered.
It has proven to be particularly advantageous to design the pin as a square socket of the same wall thickness. It is then possible to axially insert a connecting element corresponding to reduced external dimensions into the pin in order to create further connection options without departing from the principle of the system.
Finally, the adjacent pins of adjacent squares of side length a can be connected to one another and designed as rectangular sockets.
Further advantages emerge from the following description of a preferred embodiment of the invention with reference to the drawing. Here show:
1 shows a square component in a perspective illustration,
FIG. 2 shows the component according to FIG. 1 in a view from below,
3 shows a square component in another embodiment in a perspective illustration,
4 shows the component according to FIG. 3 in side view,
FIG. 5 one of several elements according to FIG.
3 or 4 composite component in a perspective view and
6 shows the component of FIG. 5 in a view from below.
The component 1 according to FIG. 1 has a plate 2, the main surface of which on the underside (see FIG. 2) has a square pin 3 at each corner.
These pins 3 are designed in the illustrated embodiment as a square socket of the same wall thickness. A recess 4 is provided between every two pins 3. The side length of the component 1 is a, the side length of each pin 3 and each recess 4 is 1/3 a.
Each pin 3 including the plate 2 has a height of 1/3 a. The height of the recess 4 that appears on the side surface of the component corresponds to half the side length 1/3 a of the coupling pin 3. The same dimension then determines the thickness of the plate 2.
On the main surface of the component 1 carrying the coupling pins 3, a square recess 5 is provided in the middle between the pins 3, the side length of which is 1/3 a like that of the pins and which is delimited by webs 12.
While in the embodiment according to FIGS.
1 and 2, the main surface 6 facing away from the pin 3 is flat, the embodiments according to FIGS. 3 to 6 differ from this in that cross-shaped coupling elements 7 are arranged on this main surface 6 of the plate 2 via the recesses 4 on the underside thereof Bar width b also corresponds to 1/3 a. The height c of these cross-shaped coupling elements 7 corresponds to half the height of the pins 3.
5 and 6 show an embodiment of a component 8 corresponding to that of FIGS.
3 and 4 again, which consists of n, in the present case four, structural elements 1 indicated by the dashed lines. As a result, the length d of this component is 8 n a. While the pins 3, designed as sockets of the same wall thickness, of the components according to FIGS. 1 to 4 have a square base, the pins 9 formed from two pins 3 resting against one another form a rectangle of double side length compared to pin 3.
These pins 9 are also expediently designed as a socket of the same wall thickness. It can be seen from FIGS. 1 and 5 that in the center of each square of side length a there is a bore 10 of comparatively small diameter which extends perpendicularly through the plate 2. On the underside of the components 1, 8, the bore 10 is surrounded by a bush 11 of small height, so that the total length of the bore is not greater than the thickness of the plate 2. However, this bore can also, as shown in FIG.
6 in the left half based on the bores 10 'can be seen to be displaced in the direction of the longitudinal axis of the component 8 by approximately half the bore diameter. In the right half of FIG. 6, the boreholes 10 ″ indicate that the boreholes 10 ″ are offset not only in the direction of the longitudinal axis, but also in a perpendicular direction thereto by approximately half the bore diameter relative to the center of the square of the side length a can.
Finally, it can be seen from FIG. 1 that the free edges of the pegs 3 parallel to the main surfaces have a slight chamfer 13.