Bauelement für Bauspielzeuge Die Erfindung bezieht sich auf ein Bauelement für Bauspielzeuge.
Jedes Bauwerk ist bekanntlich aus einer grös- seren oder kleineren Anzahl von gleichartigen Bau elementen wie Ziegelsteinen, Dachziegeln, Balken und Bauplatten aufgebaut.
In entsprechender Weise hat man sich in der Spielzeugindustrie bemüht, Bausätze aus Standard elementen herzustellen, die derart ausgebildet sind, dass sie sich in einfacher Weise zur Herstellung von Gebäudekonstruktionen von verschiedener Form und unterschiedlichem Aussehen zusammenfügen und zur erneuten Benutzung in anderen Kombinationen leicht auseinandernehmen lassen.
Es sind Bauspielsteine für Bauspielzeuge unter Anwendung des Steck- bzw. Klemmprinzips bekannt, bei welchen auf einer Seite eines Bauelementes in Hohlkastenform im Querschnitt kreuz- bzw. sternar tige Vorsprünge vorgesehen sind, welche in entspre chende kreuz- bzw. sternartige Ausnehmungen eines Nachbarelementes eingreifen. Neben solchen kreuz förmigen Vorsprüngen sind des weiteren an Spiel zeugbauelementen im Abstand voneinander angeord nete plattenartige Vorsprünge bekannt, welche so wohl auf der Unterseite als, auch auf der Oberseite einer Bauelementplatte angeordnet sind.
Diese Bau steine erfordern zum Erstellen von Bauwerken die Verwendung von zusätzlichen andersgeformten Hohl steinen, in welche die plattenartigen Vorsprünge je weils eingreifen und sich gegen die Seitenwandungen der Hohlsteine legen.
Des weiteren ist ein Bauelement aus Kunststoff zum Herstellen von Spielzeug- und Modellbauten bekannt, bei welchem das Bauelement in der Weise mit wenigstens zwei der offenen Seite zugewandten Stiften und an der gegenüberliegenden Seite mit Aussparungen versehen ist, dass beim Zusammen- schliessen gleicher Elemente die Stifte und die Aus sparungen übereinanderliegender Elemente ineinan- derpassen,
und bei welchem die schmaleren Seiten flächen jedes Elementes etwas gewölbt sind und der Abstand zwischen der Aussenkante einer gewölbten Seitenfläche und der Mitte des nächsten Stiftes grös- ser als der halbe Abstand zwischen den Mitten der Stifte eines Bauelementes ist.
Hier wird durch nach unten stehende Zapfen eines Bauelementes und ent sprechende Öffnungen eines benachbarten Bauele mentes die Klemmverbindung unter Zuhilfenahme der gewölbten Seitenflächen hergestellt, die sich beim Einsetzen eines benachbarten Bauelementes etwas verformen.
Des weiteren ist ein Baukastenstein aus Kunst stoff bekannt, der auf der einen Seite in der Mitte eine Reihe von Vorsprüngen aufweist, während der nach unten offene Kasten mit drei durchgehenden Nuten versehen ist, deren mittlere schmaler als die anderen Nuten ist, um dadurch mit den Vorsprün gen eines benachbarten Baukastensteines eine Klemmverbindung herzustellen.
Schliesslich ist ein Baustein für Spielzeuge be kannt, bei welchem auf der einen Fläche eines hohl kastenförmigen Bauelementes nach oben ringförmige Vorsprünge vorgesehen sind, die sich in der Form von konischen buchsenartigen Vorsprüngen in den Hohlraum des Bauelementes fortsetzen, so dass bei dem Aufsetzen eines benachbarten Bauele2nentes die Enden der sich verjüngenden Buchsen jeweils in die ringförmigen Vorsprünge eines. benachbarten Bau steines klemmend hineinpassen.
Ferner sind aus Ma- terialersparni.sgründen in der die Vorsprünge tra genden Wandung des Bauelementes Ausnehmungen vorgesehen.
Ein weiteres bekanntes Spielzeugbauelement be steht aus einem kastenförmigen, einseitig offenen Hohlkörper, der im Spritzgussverfahren oder durch Heisspressen aus Kunststoff hergestellt wird, und dessen Boden an der Aussenseite Kupplungsorgane in Form von Vorsprüngen zum Eingriff mit den In nenflächen der Seitenwände eines entsprechenden Nachbarelementes aufweist.
Die auf der Aussenseite des Bodens des kastenförmigen Bauelementes vorge sehenen Kupplungsorgane sind im allgemeinen mit konstantem gegenseitigem Abstand derart paarweise nebeneinander angeordnet, dass. vier Kupplungs organe in zwei Nachbarpaaren ein Quadrat bilden. Das Zusammenkuppeln von zwei Nachbarelementen dieser Art beruht auf einer Klemmwirkung nvi- schen den Kupplungsorganen auf der Aussenseite des Bodens des Elementes und den inneren Innen flächen der Seitenwände eines entsprechenden Nach barelementes.
Infolgedessen ist die Wandstärke der Se:,ten- und Endwände des Hohlkörpers von ent scheidender Bedeutung, weshalb bei der Herstellung derartiger Bauelemente eine ausserordentlich grosse Präzision erforderlich ist, da schon sehr kleine Än derungen der Wandstärke zu Ungenauigkeiten füh ren, die das Zusammenkuppeln von zwei Nachbar elementen erschweren oder unmöglich machen.
Hierbei werden die Seiten- und Endwände des Hohlkörpers während des Heisspressens des Kunst stoffes zwischen zwei Formteilen, einem Oberteil und einem Unterteil, gebildet, so dass kleinste seitliche Verschiebungen des einen Formteils im Verhältnis zum anderen Formteil Ungenauigkeiten in der Wand stärke und somit die sich hieraus ergebenden oben genannten Nachteile mit sich bringen.
Der Hauptzweck der Erfindung besteht darin, bei einem Spielzeugbauelement der zuletzt genann ten Art die Klemmverbindung mit einem benachbar ten Bauelement oder mehreren insoweit zu verbes sern, als unter Wahrung des Vorteiles der leichten Trennbarkeit der einzelnen Bauelemente voneinan der die Klemmverbindung zwischen den einzelnen Bauelementen verbessert wird.
Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, bei Bauelementen der vorgekennzeichneten Art die Variationsmöglichkeiten zu erhöhen, wo beispiels weise die Möglichkeit gegeben ist, weniger als vier der Primärzapfen an der einen Seite für eine Klemm verbindung mit einem anderen Bauelement zu schaffen.
Demgemäss bezieht sich die Erfindung auf ein Bauelement für Bauspielzeug, dessen eine Wand an einer Seite mit Kupplungsorganen in der Form von paarweise nebeneinanderliegenden, vorzugsweise zy lindrischen Zapfen, sogenannte Primärzapfen, ver sehen ist, von denen ein Zapfen an jeder Ecke eines Quadrats angeordnet ist, und mit mindestens einem an der anderen Seite der Wand angeordneten Ge- genkupplungsorgan,
wobei gemäss der Erfindung das Gegenkupplungsorgan als zwischen die Primär zapfen eines gleichartigen benachbarten Bauelemen tes klemmend passender Vorsprung ausgebildet ist. Hierdurch wird erreicht, dass sich zwei Nachbar elemente in einer Vielzahl von verschiedenen gegen seitigen Stellungen ausschliesslich durch Zusammen wirken der Kupplungsorgane ohne Eingriff mit an deren Flächen zusammenkuppeln lassen.
Die Gegenkupplungsorgane-vorzugsweise eben falls Zapfen - werden nachstehend Sekundärzapfen genannt. Ein solches Bauelement bietet fertigungs technisch den sehr wesentlichen Vorteil, dass die Primärzapfen beim Pressen mittels eines einzigen Formteiles geformt werden können, so dass durch eventuelle gegenseitige Verschiebungen der Formteile sich ergebende Ungenauigkeiten belanglos sind.
Es ist somit prinzipiell nicht erforderlich, das erfindungsgemässe Bauelement mit Seiten- oder End- wänden zu versehen. Es besteht jedoch durchaus die Möglichkeit, eine oder mehrere in einem Stück mit der die Vorsprünge tragenden Wand ausgebildete Wände der genannten Art vorzusehen, um beispiels weise die Kupplungsorgane abzudecken, wenn die Elemente zum Aufbau einer Konstruktion dienen, bei der die einzelnen Elemente Bausteine darstellen sollen.
Bei solchen Elementen brauchen die Seiten- oder Endwände keine technische Funktion zu ha ben, da die Elemente allein mit Hilfe der Kupp lungsorgane zusammengekuppelt werden können, so dass eventuelle Variationen hinsichtlich der Wand stärke keine Schwierigkeiten bereiten.
Die Erfindung wird nachstehend unter Hinweis auf die Zeichnung vorwiegend in bezug auf verschie dene Ausführungsformen von kastenförmigen Hohl- körpern mit äusseren Primärzapfen auf der Boden fläche des Körpers beispielsweise beschrieben, die praktisch wohl die meisten Verwendungsmöglich keiten geben.
In der Zeichnung zeigen Fig. 1 die äussere Bodenfläche eines kastenför- migen Bauelementes ; Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 ; Fig. 3 die gleiche Ausführungsform in perspek tivischer Darstellung ; Fig. 4 eine ähnliche Ausführungsform mit drei Sekundärzapfen ; Fig. 5 die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform mit geschlitzten Sekundärzapfen von unten gesehen ;
Fig. 6 eine abgeänderte Ausführungsform des in Fig. 3 gezeigten Bauelementes mit im Querschnitt kreuzförmigen Sekundärzapfen ; Fig. 7 und 8 abgeänderte Ausführungsformen des in Fig. 5 gezeigten Bauelementes ; Fig. 9 zwei zusammengekuppelte Bauelemente der in Fig. 3 gezeigten Art, die in seitlicher Rich tung gegeneinander versetzt sind ;
Fig. 10 eine abgeänderte Ausführungsform eines Bauelementes mit quadratischer Bodenfläche und einer durchgehenden Öffnung in der :Mitte derselben; Fig. 11 ein plattenförmiges Bauelement in per spektivischer Darstellung ; Fig. 12 und 13 zwei in verschiedenen Stellungen zusammengekuppelte Bauelemente, von oben ge sehen ;
Fig. 14 in perspektivischer Darstellung eine ab geänderte Ausführungsform des in Fig. 11 gezeigten Bauelementes, und Fig. 15 zwei zusammengefügte Bauelemente nach den Fig. 4 und 11.
Fig. 1 und 2 zeigen ein Spielzeugbauelement in Form eines kastenförmigen Hohlkörpers, dessen Endwände mit 1 und dessen Seitenwände mit 2 be zeichnet sind. Die Bodenfläche des Elementes ist mit 3 und die durch die Endflächen der Seiten- und Endwände bestimmte Ebene mit 4 bezeichnet. An der Aussenseite der Bodenfläche 3 hat das Element Kupplungsorgane in Form zylindrischer Zapfen, so genannter Primärzapfen 5, durch die sich das Ele ment mit einem Nachbarelement zusammenfügen lässt, wobei die Primärzapfen 5 mit den inneren Sei ten- und Endflächen des Nachbarelementes in Ein griff gebracht werden. Solche Elemente sind bereits bekannt.
Innen im Hohlkörper sind klemmend wirkende Gegenkupplungsorgane in der Form von sogenann ten Sekundärzapfen zum Eingriff zwischen die Pri märzapfen 5 eines Nachbarelemeates ausgebildet. Bei der in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform bestehen diese aus vom Boden 3 des Hohlkörpers vorspringenden zylindrischen Rohren 6.
Das dargestellte Bauelement ist in bekannter Weise als Standardelement bemessen, und zwar der art, dass die Bodenfläche (Fig. 1) rechteckige Form hat, wobei die kurze Seite a des Rechtecks den End- wänden 1 und die lange Seite 2a den Seitenwänden 2 entspricht. Der Hohlraum des Elementes ist mit 0, die Tiefe des Hohlraumes, d. h. der Abstand der Bodenfläche 3 von der Ebene 4, mit c, die Wand dicke des Elementes mit d und die Höhe der Primär zapfen 5 mit e bezeichnet.
Der rechteckige Boden des Bauelementes trägt in der in Fig. 1 gezeigten Weise aussen acht Primärzapfen 5, deren Abstand von den Seitenkanten 1 und 2 des Bodens gleich der Wanddicke rl des Hohlkörpers ist. Der Abstand von Zapfen zu Zapfen beträgt 2d.
Hieraus ergibt sich, dass der Durchmesser D5 der Zapfen 5 bei einem solchen Standardelement durch den Modul ca und die Wanddicke d eindeutig definiert ist, wobei
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Bei der in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungs form sind die im Hohlraum 0 in einem Stück mit dem Boden 3 ausgebildeten Sekundärzapfen 6 zy lindrisch ausgebildet und im Verhältnis zu den Pri märzapfen 5 derart angeordnet, dass der Umfang eines Sekundärzapfens im Grundriss die Umfänge von vier Primärzapfen in der durch die punktierten Kreise 6 in Fig. 1 gezeigten Weise berührt.
Bei die ser Ausführungsform sind zwei Sekundärzapfen 6 vorgesehen ; es können im Innern des Hohlraumes 0 jedoch auch in der in Fig. 4 gezeigten Weise drei Sekundärzapfen 6 vorgesehen sein. Eine derartige Ausführung hat sich als besonders vorteilhaft erwie sen, da sie eine grössere Anzahl von Variations möglichkeiten hinsichtlich der gegenseitigen Stellung zweier zusammengekuppelter Elemente ergibt.
Un abhängig davon, ob das Bauelement nach Fig. 1 und 2 rechteckig ist oder die in Fig. 10 dargestellte qua dratische Form hat, ist es für diese bevorzugte Aus führungsform kennzeichnend, dass der Grundkreis jedes Zapfens 6 im Grundriss stets die Grundkreise der vier Primärzapfen 5 berührt.
Hierdurch ist der Durchmesser D6 der Sekundär zapfen 6 eindeutig durch den Modul a und die Wanddicke b definiert, wobei
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Während zwei Nachbarelemente bekannter Art allein dadurch zusammengefügt werden, dass die auf der äusseren Seite des Bodens angeordneten, als Pri märzapfen bezeichneten Kupplungsorgane infolge der verwendeten Toleranzen und auf Grund der Elasti zität des Materials beim Enführen in den Hohlraum des Nachbarelementes zwischen den Seiten- und Endwänden dieses Hohlraumes festgeklemmt werden,
beruht die für die Erfindung charakteristische tech nische Wirkung bei dieser Ausführungsform auf dem Zusammenwirken der äusseren Zapfen mit Gegen kupplungsorganen im Hohlraum des Elementes, die derart ausgebildet sind, dass beim Zusammendrücken der Elemente in mehreren verschiedenen Richtungen elastische Spannungen auftreten, wobei gegenseitige Verschiebungen zweier benachbarter Elemente un abhängig von der gegenseitigen Stellung derselben verhindert werden.
Fig. 3 bis 7 zeigen verschiedene Varianten in der Ausbildung der Sekundärzapfen, die entweder wie nach Fig. 3, 4 und 5 rohrförmig sind oder nach Fig. 6 und 7 andere Querschnittsformen haben kön nen.
Bei allen diesen Ausführungsformen sind die Sekundärzapfen, die in Fig. 3 und 4 mit 6 und in Fig. 6 und 7 mit 61 bzw. 62 bezeichnet sind, derart bemessen und angeordnet,
dass sie mit ihrer äus- seren Oberfläche einen Teil der kreisrunden Um fangsflächen der Primärzapfen 5 berühren oder um- schliessen. Diese kreisrunden Querschnitte sind in Fig. 3 bis 7, wie bei 5' gezeigt, punktiert angedeutet.
Um die Elastizität der Sekundärzapfen zu erhöhen, können diese in der in Fig. 5 und 7 gezeigten Weise in Längsrichtung aufgeschlitzt sein. Diese Schlitze sind in Fig. 5 und 7 mit 7 bezeichnet.
Die Länge der in Fig. 3 bis 7 gezeigten Gegen kupplungsorgane 6, 61, 62 kann der Tiefe c des Hohlkörpers entsprechen, so dass die Endflächen der Gegenkupplungsorgane mit der durch die Endflä- chen der Seiten- und Endwände des Hohlkörpers bestimmten Ebene 4 fluchten (Fig. 2).
Hierdurch wird erreicht, dass die Gegenkupplungsorgane nicht nur bei beliebiger gegenseitiger Stellung der beiden zusammengefügten Elemente als Sperrkörper für die äusseren Zapfen 5 eines Nachbarelementes dienen, sondern ausserdem als Stützkörper wirken, wobei die Endflächen des Nachbarelementes auf den Endflä- chen der Gegenkupplungsorgane ruhen.
Wie aus Fig. 9 ersichtlich, ermöglichen die Ge- genkupplungsorgane 6 ein derartiges Zusammenkup peln von zwei Nachbarelementen A und B, dass das Element B um eine halbe Seitenbreite gegen das Ele ment A verschoben ist. Dabei können die Elemente A und B natürlich auch in Richtung ihrer längeren Seite beliebig versetzt zueinander angeordnet werden. Eine solche Anwendungsmöglichkeit ist bei den be kannten Standardelementen nicht gegeben.
Die Verwendung der Gegenkupplungsorgane 6, 61, 62 ermöglicht nicht nur das Zusammenkuppeln von zwei identischen Nachbarelementen A und B in der in Fig. 13 gezeigten Weise, sondern hat ausser- dem den wesentlichen Vorteil, dass ein derartiges rechteckiges oder quadratisches Standardelement mit inneren Klemmorganen sich mit irgendwelchen an deren Standardelementen an sich bekannter Art und mit gleichem Modul, beispielsweise mit einem die eine Hälfte eines quadratischen Elementes der in Fig. 10 gezeigten Art bildenden Standardelement zusammen kuppeln lässt.
Ein Standardelement der in Fig. 3 oder 4 ge zeigten Art mit zwei bzw. drei Sekundärzapfen 6 lässt sich weiterhin mit kreisbogenförmigen Standard elementen mit zwei Primärzapfen 5 oder mit rohr- förmigen Standardelementen mit einem koaxial zum rohrförmigen Element und in Verlängerung dessel ben angeordneten Kupplungszapfens zusammenkup- peln.
Ein Bauelement kann weiterhin derart ausgebil det sein, dass die rohrförmigen Sekundärzapfen 6 ein Loch 8 im Boden des Hohlkörpers mit gleichem Durchmesser wie der Innendurchmesser des Rohres umschliessen, wie dies in Fig. 10 dargestellt ist.
Diese Ausführungsform, die sich selbstverständlich auch in Verbindung mit jeder der in Fig. 3, 4 und 5 ge zeigten Ausführungsform verwenden lässt, ermög licht ein einfaches Zusammenkuppeln des Bauele mentes mit rohr- oder stabförmigen Elementen, die in einen Kupplungszapfen auslaufen, dessen Aussen durchmesser dem Durchmesser des Loches 8 ent spricht.
Im Hinblick auf diese Kupplungsmöglich keit kann der Innendurchmesser der rohrförmigen Sekundärzapfen 6 dem Aussendurchmesser der Pri märzapfen 5 entsprechen.
Die rohrförmigen Sekundärzapfen 6 können im übrigen auf der anderen Seite des Bodens des Hohl körpers fortgesetzt sein und auf diese Seite in einer der Höhe der Primärzapfen entsprechenden Länge vorstehen.
Bei den in der Zeichnung dargestellten Ausfüh- rungsformen sind die Sekundärzapfen 6 meistenteils zylindrisch und rohrförmig ausgebildet. Diese Zapfen können selbstverständlich jedoch auch massiv sein oder konische Form haben. Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungs formen sind die Gegenkupplungsorgane 6, 61, 62 mit dem Boden 3 des Hohlkörpers in einem Stück ausgebildet.
Diese Ausführungsform ergibt hinsicht lich des Zusammenkuppelns identischer oder ver schiedener Standardelemente in beliebiger gegensei tiger Lage die meisten Variationsmöglichkeiten.
Es ist aber prinzipiell möglich, Klemmorgane zu sätzlich an den Innenwänden des Hohlkörpers aus zubilden, die auch als Teilwände ausgebildet sein können. Die Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform der artiger Klemmorgane, bei der neben dem bzw. den Sekundärzapfen an den Innenwänden des Hohlkör pers Rippen bzw. konvexe Vorsprünge ausgebildet sind.
Die Dicke der Seiten- und Endwände ist hier etwas grösser bemessen als bei den übrigen Ausfüh rungsformen, derart, dass die Dicke etwa dem Ab stand der Seitenkanten der Bodenfläche zur Mitte des kreisrunden Querschnitts der Primärzapfen ent spricht.
Das in Fig. 11 gezeigte Bauelement besteht aus einer Platte q, die auf der einen Seite acht Primär zapfen p und auf der anderen Seite drei rohrför mige Sekundärzapfen s aufweist. Die Sekundärzapfen sind derart angeordnet, dass der Grundkreis jedes Sekundärzapfens im Grundriss die Grundkreise von je vier Primärzapfen berührt. Der zylindrische Hohl raum im Inneren der Sekundärzapfen ist mit s' be zeichnet und hat den gleichen Durchmesser wie die Primärzapfen p.
Der Abstand x zwischen den Ach sen der Sekundärzapfen entspricht somit dem Ab stand zwischen den Achsen der Primärzapfen, so dass sich zwei Nachbarelemente durch Einführen der Primärzapfen des einen Elementes in die Sekundär zapfen des anderen Elementes in der in Fig. 12 und 13 gezeigten Weise zusammenkuppeln lassen.
Die gegenseitige Lage der beiden zusammenge- kuppelten Nachbarelemente kann im übrigen in mannigfacher Weise dadurch variiert werden, dass zwei oder mehrere beliebige Primärzapfen des einen Elementes in die Sekundärzapfen des anderen Ele mentes eingeführt werden.
Bei der geänderten Ausführungsform nach Fig. 14 ist das Plattenelement q längs einer Seite mit einer Wand r versehen. An den übrigen Kanten des Plattenelementes q können entsprechende Wände vorgesehen sein, deren Höhe zweckmässig etwas klei ner als die Länge der Sekundärzapfen s ist, damit Zwischenteile eingesetzt werden können.
Bauelemente mit Seitenwänden und Sekundär zapfen können auch dadurch zusammengekuppelt werden, dass in die Hohlräume der Sekundärzapfen Kupplungszapfen in Form zylindrischer Zapfen ein geführt werden, deren Durchmesser dem Durchmes ser der Primärzapfen entspricht.
Das Bauelement kann im übrigen auch mit an deren Elementen derart zusammengekuppelt werden, dass beispielsweise die Sekundärzapfen s des einen Elementes gemäss Fig. 15 zwischen den Primärzap fen des anderen Elementes eingeklemmt werden.
Es ist ersichtlich, dass sich bei der Verwendung der erfindungsgemässen inneren Gegenkupplungsor- gane (Sekundärzapfen) hinsichtlich der Zusammen kupplung identischer oder verschiedener Standard- elemente in einer grossen Anzahl von verschiedenen gegenseitigen Stellungen eine Vielzahl von Varia tionsmöglichkeiten ergeben, wobei die Gegenkupp- lungsorgane bei allen gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen einen festen Zusammenschluss der zusammengekuppelten Nachbarelemente gewähr leisten,
da die Primärzapfen 5 in allen Stellungen zwischen den Innenflächen der Seitenwände des Ele mentes und einem oder mehreren der genannten Gegenkupplungsorgane oder zwischen den Gegen kupplungsorganen allein zusammengeklemmt werden.
Es lassen sich im Rahmen der Erfindung ver schiedene Varianten ausführen, beispielsweise der art, dass an Stelle der zylindrischen Primärzapfen 5 Zapfen beliebiger anderer Form verwendet werden, die in die Zwischenräume zwischen den inneren Ge- genkupplungsorganen und in die Zwischenräume zwischen diesen und den Innenflächen der Seiten wände des Hohlkörpers hineinpassen.