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Die Erfindung betrifft einen Bausatz für Holz-Kunststoff-Konstruktionsbaukästen mit einer Anzahl von langgestreckten trägerartigen Grundelementen und diesen zugeordneten Verbindungselementen, mit welchen die Grundelemente miteinander verbindbar sind.
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Es sind verschiedene Konstruktionsbaukastensysteme aus Holz-Kunststoff bekannt, die größtenteils mit relativ kleinen Bauelemente arbeiten. Mit diesen Baukästen, können Modelle von Fahrzeugen und Gebäuden oder auch Phantasiegebilde gebaut werden. Mit den bekannten Bauelementensätzen können jedoch nur mehr oder weniger filigrane Konstruktionen hergestellt werden, die bei einer Verwendungung des Konstruktionsbaukastens als Spielzeug echten Spielbeanspruchungen kaum gewachsen sind. Es sind keine Baukästen bekannt, die einerseits konstruktiv anspruchsvoll und andererseits so groß und stabil wären, daß sich beispielsweise ein Kind in einen selbstgebauten Wagen setzen könnte.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Bausatz für Konstruktionsbaukästen zur Verfügung zu stellen, der es ermöglicht, verschiedenste funktionsfähige und relativ große Konstruktionen zu erstellen.
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Diese Aufgabe wird bei einem Bausatz der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die trägerartigen Grundelemente als in Längsrichtung durchgehende Hohlprofile von im wesentlichen runden Querschnitt ausgebildet sind, daß in jeder der vier Längs-Begrenzungsseiten der Grundelemente je eine schwalbenschwanzartig hinterschnittene, in Längsrichtung durchlaufende Längsnut vorgesehen ist, und daß die Verbindungselemente eine erste Gruppe umfassen, die jeweils mindestens ein in die Längsnuten der Grundelemente einschiebbares Verbindungsstück haben, und eine zweite Gruppe umfassen, die jeweils mindestens ein in das lichte Innere der im wesentlichen runden Hohlprofile einschiebbares Verbindungsstück haben.
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Die als Hohlprofile ausgebildeten Grundelemente haben eine hohe Festigkeit bei vergleichsweise geringem Gewicht. Dadurch können relativ große und stabile Elemente gefertigt werden, die dazu geeignet sind, widerstandsfähige und zum Spielen geeignete Konstruktionsergebnisse zu erstellen, wobei der Bausatz andererseits durch die Art und Weise der Verbindungstechnik und der Ausgestaltung der verwendeten Teile bzw. Bauelemente den Aufbau von durchaus komplexen Konstruktionen erlaubt.
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Der Bausatz basiert auf trägerartigen Grundelementen unterschiedlicher Länge, die einen bestimmten Querschnitt haben. Die Grundelemente sind als Hohlprofile ausgebildet, deren Länge vorzugsweise ein ganzzahliges Vielfaches oder gleich einer Grundlänge ist. In jeder der vier Längs-Begrenzungsseiten der Grundelemente ist eine schwalbenschwanzformig hinterschnittene durchlaufende Längsnut eingeformt. Dadurch bleiben in den vier Grundelement-Randbereichen Stege stehen (Randstege). Die hinterschnittenen Längsnuten und die angrenzenden Randstege sind in Form und Abmessungen gerade so aufeinander abgestimmt, daß zwei mit den Seitenflächen bündig aneinanderliegende Randstege zweier Grundelemente in die Längsnut eines weiter an Grundelements passend eingeschoben werden können.
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Die Grundelemente sind erfindungsgemäß durch zwei Gruppen von Verbindungselementen so verbindbar, daß verschiedenste Konstruktionen zu realisieren sind. Zum einen sind die Grundelemente in seitlicher Nebeneinanderlage verbindbar. Dabei greifen Verbindungselemente der ersten Gruppe in Längsnuten ein, die in Längsrichtung durchgehend in den vier Grundelement-Längsseiten jeweils schwalbenschwanzförmig hinterschnitten eingeformt sind. Zum anderen sind die Grundelemente durch die Ausbildung als Hohlprofile auch stirnseitig über zapfenförmige zweit Verbindungselemente verbindbar. Hierdurch läßt sich eine Verlängerung der Grundelemente entlang ihrer Längsachse verwirklichen. Die Verbindungselemente können unterschiedlich lang sein.
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In Weiterbildung der Erfindung sind Fixierungszapfen vorgesehen, die ein Auseinanderrutschen der verbundenen Elemente verhindern sollen. Hierzu sind im Boden jeder Längsnut der Grundelemente auf halber Länge der Grundlängeneinheit quer zur Grundelement-Längsachse im wesentlichen runde, durchgehende Durchbrüche vorgesehen. Diese Durchbrüche erlauben das Durchstecken von entsprechenden, zugeordneten Fixierungszapfen, die ihrerseits unterschiedliche Längen haben können.
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Der im wesentlichen runden Querschnitt ist dem lichten Querschnitt der Durchbrüche angepaßt. Mit diesen quer verlaufenden Fixierungszapfen können einerseits Anschläge für von den Stirnseiten aus eingesteckte Längszapfen gebildet werden. Ferner können die Verbindungselemente in Weiterbildung der Erfindung durch die Fixierungszapfen gegen Verschieben gesichert werden. Hierzu weisen die Verbindungselemente zu den Durchbrüchen in den Grundelementen komplementäre Druchbrüche auf, die mit den Durchbrüchen mindestens eines angesetzten Grundelementes in Flucht gebracht werden können.
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Die Verbindungselemente beider Gruppen und die Fixierungszapfen können stirnseitig Gewindebohrungen aufweisen. Diese Bohrungen können erstens verwendet werden, um in der Konstruktion versenkt liegende Zapfen und Verbindungsstücke durch Einschrauben eines Gewindewerkzeugs, z. B. auch einer längeren Schraube, ergreifen und ziehen zu können. Außerdem können sie dazu verwendet werden, einen Gewindestift bis in klemmende Anlage an einen durch den nächsten Durchbruch gesteckten Fixierungszapfen einzuschrauben und den Zapfen so festzulegen.
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Die Fixierungszapfen haben vorzugsweise selbst einen im wesentlichen runden Querschnitt, der dem lichten Querschnitt der Durchbrüche in den Verbindungselementen angepaßt ist.
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Aus zwei abgewandelten Grundelementen mit von jeweils einer Stirnseite vorstehenden Laschen lassen sich einfache Gelenkelemente bilden. Dabei überdecken sich die abgerundeten, mit je einer Bohrung versehenen Laschen beider Gelenkteile so, daß durch die fluchtenden Bohrungen ein Bolzen geführt werden kann. In den Unteransprüchen sind weitere Teile des Bausatzes gekennzeichnet, die Abwandlungen der Grund- und Verbindungselemente darstellen. Weitere Teile sind denkbar, z. B. verschiedene Abdeckungen, die in die Längsnuten der Grundelemente eingeführt werden können, um eine glatte Oberfläche des Modells zu erzeugen, weitere winklige Elemente, verschiedene Gelenke, Tragplatten etc...
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Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt bzw. zeigen jeweils in perspektivischer Darstellung:
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1a und 1b zwei Grundelemente von Grundlänge und doppelter Grundlänge des erfindungsgemäßen Bausatzes;
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2a, 2b und 2c verschiedene Verbindungselemente für das Verbinden zweier Grundelemente in seitlicher Aneinanderlage;
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3a, 3b und 3c verschiedene Verbindungselemente für das Verbinden zweier Grundelemente über ihre Längsachsen;
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4a, 4b und 4c Fixierungszapfen unterschiedlicher Länge zum Sichern der Grund- und Verbindungselemente gegen Verschiebungen;
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5 ein Verbindungselement zum winkligen Verbinden zweier Grundelemente;
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6a ein aus zwei abgewandelten Grundelementen zusammengesetztes Gelenkelement;
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6b und 6c Einzeldarstellungen der beiden abgewandelten Grundelemente nach 6a;
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7 einen Block aus drei nur über ihre Randstege ohne Verbindungselemente zusammengefügten Grundelementen;
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8 eine Explosionsdarstellung einer Konstruktion aus verschiedenen Grund-, Verbindungs- und Abschlußelementen;
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9 einen schematisch unter Verwendung von Teilen des Bausatzes aufgebauten Wagen;
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1 zeigt zwei Grundelemente 10 und 20, von denen das kürzere eine genau bestimmte Länge hat, die im Folgenden als Grundlänge bezeichnet wird. Diese Länge sollte größer gleich der Dicke des Hohlprofils sein und stellt ein Grundmaß des Bausatzes dar. Das in 1a dargestellte Grundelement 10 ist das kürzeste bzw. kleinste Grundelement des Bausatzes. Das in 1b dargestellte Grundelement 20 hat zweifache Grundlänge;
vorzugsweise ist auch die Länge weiterer Grundelemente immer ein ganzzahliges Vielfaches der Grundlänge. Die Grundelemente 10 und 20 sind Hohlprofile runden Querschnitts, in deren jeweils vier Seitenflächen 12, 22 in Längsrichtung durchlaufende schwalbenschwanzförmig hinterschnittene Längsnuten 14, 24 eingeformt sind. In den Randbereichen verbleiben angrenzend vier Stege, die folgend als Randstege 13, 23 bezeichnet werden. Der innere Querschnitt beider Hohlprofile ist ebenfalls rund. Im Boden 16, 26 jeder Längsnut 14, 24 der Grundelemente 10 und 20 sind quer zur Grundelement-Längsachse runde, durchgehende Durchbrüche 18, 28 vorgesehen.
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Die Durchbrüche 18, 28 befinden sich jeweils in der Mitte jeder Grundlängeneinheit. Erscheinen in einem Grundelement, wie in Grundelement 20, mehrere Durchbrüche 28 in Längsrichtung hintereinender, so sind deren Mittelpunkte wiederum um die Grundlänge beabstandet. Werden mehrere solcher Grundelemente beim Zusammenbau mit den Seitenflächen 12, 22 aneinandergelegt, lassen sich die Durchbrüche 18, 28 in Flucht bringen und mit Fixierungszapfen, die weiter unten beschrieben werden (4), gegen Verschieben sichern Für das Anschließen mehrerer Grundelemente aneinander ergeben sich mehrere Möglichkeiten.
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Die Grundelemente 10, 20 können einmal miteinander verbunden werden, indem jeweils zwei Grundelemente mit ihren Seitenflächen 12, 24 bündig aneinandergelegt und zwei der zusammengefügten Randstege 13, 23 in eine Längsnut 14, 24 eines dritten Grundelementes 10, 20 eingeschoben werden. Des weiteren ist ein Verbinden der Grundelemente über verschiedene Verbindungselemente, von denen einige in den 2 und 3 dargestellt sind, möglich. Die verschiedenen Verbindungselemente können entweder in die durchlaufenden Längsnuten 14, 24 oder in das lichte Innere 15. 25 eines Grundelements 10, 20 eingeschoben werden. Um zwei Grundelemente 10 und 20 so zu verbinden, daß sie mit je einer Seitenflache 12 und 22 aneinanderliegen, ist eine erste Gruppe von Verbindungselementen vorgesehen, wie sie in 2 gezeigt ist. Ein erstes Verbindungselement 30, das Grundlänge hat, ist in 2a gezeigt. Es besitzt einen Querschnitt 32, der demjenigen von zwei bei Grundelementen mit aneinanderliegenden Längsseiten aneinandergefügten Längsnuten 14 oder 24 plus oder 24 komplementär ist. Bei der halben Grundlänge ist ein Durchbruch 34 vorgesehen, der mit einem der Durchbrüche 18, 28 eines anfügbaren Grundelements 10, 20 exakt in Flucht stellbar ist. Das Verbindungselement 30 verbindet zwei Grundelemente 10, 20 also gerade so, daß sie mit ihren Längs-Begrenzungsseiten 12, 22 ohne Abstand bei parallelen Längsachsen gleitfähig aufeinanderliegen. Die gleiche Funktion haben entsprechende Verbindungselemente mit doppelter oder mehrfacher Grundlänge, bei denen dann mehrere Durchbrüche auf jeweils halber Grundlänge vorgesehen sind.
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In 2b ist ein entsprechendes Verbindungselement 31 mit doppelter Grundlänge gezeigt. Der doppelschwalbenschwanzförmige Querschnitt 33 ist gerade so bemessen, daß je eine Hälfte des Verbindungselements 31 in jeweils eine Längsnut 14, 24 von zwei zu verbindenden Grundelementen 10, 20 passend einsteckbar ist.
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Die Elemente 3C und 31 weisen an ihren Stirnseiten Gewindebohrungen auf, deren Funktion weiter unten in den 3 und 4 anhand der Elemente 50, 51, 60, 62 und 64 beschrieben werden wird.
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3 zeigt Ausführungsformen einer zweiten Gruppe von Verbindungselementen, die in das lichte Innere 15, 25 der hohlprofilierten Grundelemente 10, 20 einsteckbar sind and zum Verbinden der Grundelemente entlang ihrer Längsachsen dienen.
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Ein in 3a dargestelltes Verbindungselement 50 hat einen im wesentlichen runden Querschnitt 52 und die Länge eines Grundelementes, also Grundlänge. Auf halber Grundlänge sind kreuzweise durchgehende Durchbrüche 54 von im wesentlichen ebenfalls runden Querschnitt vorgesehen.
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In 3b ist ein entsprechendes Verbindungselement 51 zum Längsverbinden bzw. Aneinanderreihen von Grundelementen mit doppelter Grundlänge gezeigt. Es hat einen runden Querschnitt 53 und jeweils auf halber Grundlänge kreuzweise durchgehende, runde Durchbrüche 55. Um Grundelemente 20 in praktisch beliebiger Länge stirnseitig aneinanderzufügen, kann ein Verbindungselement 51 von der Stirnseite bis zur Hälfte in das lichte Innere 25 eines Grundelements 20 eingeschoben werden, auf das herausstehende Ende des Elements 51 kann dann ein weiteres Grundelement 20 aufgesteckt werden, in dieses wieder ein Verbindungselement 51 eingeschoben werden usw..
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3c zeigt ein in zwei Grundelemente 10, 20 einsteckbares Verbindungselement 56, das aus zwei winklig miteinander verbundenen Verbindungselement-Abschnitten 57 und 58 besteht, die je für sich in ihrer Funktion und Ausführung den Elementen 50, 51 entsprechen. Es versteht sich von selbst, daß die Querschnitte der Verbindungselemente dieser Gruppe einschließlich der hier in 3 gezeigten gleich und komplementär zum lichten Querschnitt 15, 25 der Grundelemente 10, 20 sind.
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In 4 sind Fixierungszapfen 60.62.64 dargestellt, die dazu dienen sollen, die Grund- und Verbindungselemente gegen relative Verschiebung zueinander zu sichern. Hierzu wird ein Fixierungszapfen durch die in Flucht gestellten Durchbrüche, z. B. 18, 28, 34, 35, 45, 54, 55, von mindestens zwei Grund- und/oder Verbindungselementen gesteckt, so daß diese gegen Verschiebung entlang ihrer Längsachsen, also quer zum Zapfen gesichert sind. Der im wesentlichen runde Querschnitt der Fixierungszapfen 60, 62, 64 ist dem lichten Querschnitt der Durchbrüche der Grund und Verbindungselemente angepaßt.
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Auch die Fixierungszapfen 60, 62, 64 weisen – ebenso wie die verschiedenen Verbindungselemente – Gewindebohrungen 72, 73, 74 auf. Die Gewindebohrungen können allgemein auch dazu verwendet werden, verborgen liegende Zapfen durch Einschrauben eines Gewindewerkzeugs zu ziehen.
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5 zeigt ein Verbindungselement 75. Mit diesem Verbindungselement ist es möglich, Grundelemente winklig aneinander anzuschließen. Wiederum sind kreuzweise durchgehende, runde Durchbrüche 78 vorgesehen in Flucht gebracht werden können. Das Verbindungselement 75 kann, wie dargestellt, rund hohlprofiliert sein, oder es kann an der geschlossenen Stirnseite des Abschnitts 76 eine Gewindebohrung vorgesehen sein, die den Bohrungen 70, 74 entspricht.
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In 6 ist dargestellt, wie aus zwei abgewandelten Grundelementen 90 und 91 ein Gelenkelement gebildet werden kann. Von der einen Stirnseite des ersten Grundelements 90, das im übrigen dem Grundelement 10 entspricht, steht, wie am besten aus 6b zu ersehen, eine abgerundete Lasche 92 vor. Die Dicke der Lasche 92 entspricht circa der Breite des inneren Hohlprofils 15 des Grundelements 10. Etwa zentral in Bezug auf die Rundung der Lasche 92 ist in dieser eine durchgehende Bohrung 93 angeordnet. 6c zeigt das zweite abgewandelte Grundelement 91. Von diesem stehen von der einen Stirnseite zwei abgerundete Laschen 94 und 96 vor.
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Die Laschen 94 und 96 schließen dabei so an jeweils zwei Randstege 13 des Grundelements 91 an, daß die Längs-Begrenzungsseiten 12 in die Außenseiten der Laschen 94 und 96 übergehen. Auch die Laschen 94 und 96 weisen je zwei etwa zentrale Bohrungen 95 und 97 auf, die mit der durchgehenden Bohrung 93 des ersten abgewandelten Grundelements 90 in Flucht stellbar sind. Um das in 6a dargestellte Gelenk zu bilden, wird durch die fluchtenden Buhrungen 93, 95 und 97 ein Bolzen gesteckt.
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7 zeigt drei ohne zusätzliche Verbindungselemente miteinander verbundene Grundelemente 10, von denen zwei mit paralellen Längsmittelachsen mit jeweils einer ihrer Seitenfläche aneinander anliegen, während das dritte – in der Zeichnung mittig unter den beiden ersterwähnten Grundelementen dargestellte – dritte Grundelement 10 so mit seiner obenliegenden schwalbenschwanzförmigen Längsnut 14 über die benachbarten Randstege 13 der beiden oberen Grundelemente 10 geschoben ist, daß Ihrerseits sowohl die beiden oberen Grundelemente 10 als andererseits auch das dritte, sie zusammenhaltende Grundelement 10 gegen eine Trennung rechtwinklig zu ihren Längsmittelachsen formschlüssig verriegelt sind. Eine Montage bzw. Demontage der Grundelemente ist also nur durch Verschiebung relativ zueinander in Richtung ihrer Längsachsen möglich. Es ist klar, daß diese Art der Verbindung nicht nur mit kurzen Grundelementen 10 sondern auch mit längeren Grundelementen mit einem Vielfachen der Grundlänge z. B. mit Grundelementen 20 möglich ist.
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In 8 ist eine mögliche Zusammensetzung von Elementen in einer Explosionsdarstellung gezeigt, um die konstruktiven Möglichkeiten des Bausatzes besser zu verdeutlichen. Als Basiselement wurde hier ein Grundelement 20 genommen, in dessen lichtes Innere 25 von der einen Stirnseite her ein Verbindungselement 51 und von der gegenüberliegenden Stirnseite her ein Verbindungselement 56 eingesteckt wird. Dabei werden an dem einen Ende je ein Durchbruch 28 und 55 und an dem anderen Ende je ein Durchbruch 28 und, 59 in Flucht gestellt, um es zu ermöglichen, diese drei Elemente gegen Verschiebungen entlang ihrer strichpunktierten Längsachse zu sichern.
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An der nach unten weisenden Längs-Begrenzungsseite des Grundelements 20 schließt sich ein Verbindungselement 31 an, welches in die hinterschnittene Längsnut 24 des Grundelements 20 eingeschoben wird. Die zwei Durchbrüche 35 werden dabei in Flucht mit zwei Durchbrüchen 28 und den Durchbrüchen 55 und 59 der eingeschobenen Verbindungselemente gestellt. Der Fixierungszapfen 64 steckt quer zur Längsachse des Grundelements 20 in den Durchbrüchen 35, 59 und 28.
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Wahlweise kann anstelle des winkligen Verbindungselements 56 ein keilförmiges Abschlußelement 80 eingeführt werden, an dessen in der Zeichnung oben liegender Flachseite – ebenso wie an der der Stirnfläche des Grundelements 20 zugewandten Flachseite dargestellt – jeweils ein einem Verbindungselement 50 (3a) entsprechender Zapfen 81 einstückig angesetzt sein könnte, so daß dort ein weiteres (nicht gezeigtes) Grundelement rechtwinklig zum Grundelement 20 angeschlossen werden könnte.
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An der nach oben weisenden Flachseite des Grundelements können nach 6 ebenfalls wahlweise verschiedene Elemente in die Längsnut 24 des Grundelements 20 eingeschoben sein. Zum winkligen Anschluß weiterer Elemente kann ein Verbindungselement 75 mit dem Fuß 77 in die Nut eingeschoben werden, oder es können verschiedene Abschlußelemente 83 oder 82 eingeschoben werden, die die Längsnut und die Durchbrüche des Grundelements verdecken und an dem Modell eine gerade bzw. gewölbte geschlossene Außenfläche erzeugen.
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9 zeigt schließlich schematisch einen unter Verwendung von Teilen des Konstruktionsbausatzes erstellten, in seiner Gesamtheit mit 100 bezeichneten Wagen, der nur zur Veranschaulichung der Möglichkeiten des erfindungsgemäßen Bausatzes dienen soll. Es ist klar, daß für komplexe Konstruktionen dann auch noch weitere speziell angepasste – hier nicht beschriebene – Teile hinzutreten müssen, wofür – wiederum nur beispielsweise – auf die Achsen 102 und die strichpunktiert angedeuteten Räder 104 des Wagens 100 hingewiesen wird.
