DE1603603A1 - Baukasten-Steckkupplung - Google Patents

Description

• Zusammensetzbare Elemente für Modell-, Lehr- und Spielzwecke Die Erfindung bezieht sich auf zusammensetzbare Elemente, die für Modell-, Lehr- und Spielzwecke-geeignet sein sollen.
• Elemente, die sich zusammensetzen lassen und Spielzwecken dienen, sind in zahlreichen Ausführungen bekannt. Die einfachsten Bauarten bestehen aus Formsteinen, die mit beliebigen Steckverbindungen zusammengehalten werden,. Diese Formsteine lassen zwar das Errichten von irgendwelchen schemahaften Massivbauten nach Fantasievorstellungen-zu, exakte und naturgetreue Nachbildungen hingegen sind jedoch damit nicht möglich, ebenso wie an wirklichkeitsnahe konstruktive Nachbildungen von Fachwerksbauten o. dgl. nicht gedacht werden kann. Bei den bekannten Formsteinen handelt es sich daher um reine klotzartige Spielgegenstände, die wenig geeignet sind z.B. das ingenieurmäßige Denken der Jugend zu wecken und anzuregen.
• Bei einem anderen bekannten Spielzeug zum Herstellen von flächenmäßigen und räumlichen Gebilden sind Verbindungselemente vorgesehen, die an einem Hauptkörper bolzen-oder hülsenförmige Arme tragen, in die oder auf die rohrförmige oder stabförmige Teile ein- bzw. aufgesteckt werden. Wenn mit dieser Bauart die Nachbildungsmöglichkeiten gegenüber einfachen Formsteinen bis zu einem gewissen Grade erreichbar sind, so hat es sich als außerordentlich nachteilig herausgestellt, daß man die Verbindungselemente als solche nicht dicht nebeneinanderliegend zusammenschließen kann, d.h. ein Verbinden zweier Elemente ist nur mit Hilfe von Zwischenstücken möglich, wodurch zwangsläufig ein verhältnismäßig großer Abstand zustande kommt. Diese Abstände lassen weder die Darstellungen ingenieurmäßiger Strebenkonstruktionen aller Art noch dem Aussehen nach wirklichkeitsnahe Darstellungen zu. Dies beruht vor allem darauf, daß das Zusammenführen der Kraftachsen der Streben in möglichst einem Punkt durch die erwähnten Abstände ausgeschlossen ist. Bei der bekannten Ausführung fehlt es auch an der exakten Dreiecksverbindung, die eine der Grundlagen jeder statischen Strebenkonstruktion darstellt und dem Spielenden immer wieder nahe gebracht werden sollte.
• Ähnliche Verhältnisse ergeben sich bei anderen bekannten Ausführungen, bei der die zusammensetzbaren Elemente wÜrfelartige Hauptkörper aufweisen, die senkrecht zu den Würfelflächen stehende Zapfen quadratischen oder runden Querschnittes tragen, auf die Hohlbauteile aufsteckbar sind. Da hier, wie bei der zuvor behandelten Bauart, die Elemente nur mit Zapfen ausgestattet sind, ist es völlig ausgeschlossen, derartige Elemente eng beieinander liegend zusammenzuschließen, denn es sind immer Zwischenstücke notwendig. Schließlich ist noch ein Modellbaukasten bekannt, dessen Verbindungselemente von kurzen Rohrstücken gebildet sind, die radial gerichtete Steckenden für das Aufstetken anderer Elemente aufweisen, wobei jedoch die Steckenden am Anguß der kurzen Rohrstücke nach allen Richtungen biegsam sind. Durch den biegsamen Anschluß der Steckenden sind zwar die Spiel- und vergrößert, jedoch haben diese Möglichkeiten mit einer exakten statischen Konstruktion nichts gemein: Insbesondere deshalb, weil gewissermaßen mit verbogenen Kraftachsen gearbeitet wird, also mit Mitteln, die für die Praxis als-gefährlich zu gelten haben. Demgegenüber bezweckt die Erfindung zusammensetzbare Elemente für Modell-, Lehr- und Spielzwecke, welche die geschilderten Mängel ausschließen und die Möglichkeit geben den statischen Verhältnissen der Praxis nahezukommen. Darüber hinaus gehört es zur Aufgabe der Erfindung, die Elemente so zu gestalten, daß sie die Knotenpunktausbil-

  dungen bei ingeniermäßigen Gerüst-, Turm-, Portal-, Brük-

  ken- und sonstigen Strebenkonstruktionen vereinfachen und auch das Bündeln von Knotenpunkten zulassen. Trotz dieser Verbesserungen sollen die Elemente als solche einfach sein und sich auch einfach handhaben lassen. Dieses Ziel wird nach der Erfindung bei zusammensetzbaren Elementen durch besondere, mit Streben zusammenwirkende Steckkupplungen erreicht, von denen jede ein Kernstück besitzt, das mit einer zylindrischen Kupplungsausnehmung und mit einem auf der gegenüberliegenden Seite achsgleichen Steckstift ausgestattet ist und zusätzlich mindestens einen xadial zur Kupplungsausnehmung gerichteten Steckstift aufweist und die Steckstifte in ihren Durchmessermaßen den lichten Weiten-der Kupplungsausnehmungen entsprechen. Durch Anordnung einer Kupplungsausnehmung und eines Steckstiftes auf ein und derselben Achse ergibt sich zunächst der Vorteil, daß man die einzelnen einander artgleichen Steckkupplungen ohne Zwischenstücke miteinander Verbinden kann. Dabei ist es von besonderer Bedeutung, daß die einzelnen Kupplungen dicht beieinander liegen und noch dazu winkelverstellbar miteinander in Verbindung stehen. Auf diese Weise ist es nämlich möglich, ingenieurmäßige und wirklichkeitsnahe Konstruktionen zu-erhalten, und zwar in einem Ausmaß, das bisher undenkbar war. Die einzelnen Steckkupplungen sind darüber hinaus verblüffend einfach, so daß nicht nur ihre Herstellung, sondern auch ihre Handhabung einfach sein wird. Besonderer Erwähnung bedürfen die Steckstifte und die Kupplungsausnehmungen da sie ein einfaches Zusammenstecken und Wiederlosen der Kupplungen untereinander und mit Streben ermöglichen. Die Streben sind als Meterware vorhanden und werden beim Bauen je nach Bedarf mit einem Schneidwerkzeug auf Länge geschnitten. Jede Steckkupplung oder mehrere zusammengesteckt ergeben Knotenpunkte, die jede nur denkbare Strebenkonstruktion gestatten und deren Streben alle in einer Ebene liegen. Man kann die Kupplungen axial hintereinander.liegend zusammenstecken oder auch seitlich an andere Kupplungen ansetzen. Diese Besonderheit -allein läßt die Anordnung jeder beliebigen Anzahl Steckstifte in einem Knotenpunkt nebeneinander in beiden Richtungen für die Aufnahme der Streben zu, die an ihren Enden weitere Steckkupplungen mit Streben tragen können, so daß der Kombinationsmöglichkeit und der Anpassungsfähigkeit an natürliche Verhältnisse tatsächlich keine Grenzen gesetzt sind. Aber nicht nur Strebenkonstruktionen, wie der Berliner Funkturm usw. sind denkbar, sondern auch andere Gebilde wie Treppen, Wendeltreppen, Blackhäuser und viele andere naturgetreue Nachbildungen lassen sich verwirklichen.
• Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß bei Anordnung von mehreren radialen Steckstiften am Kernstück diese jeweils Winkel von 9o0 oder 18o0 miteinander bilden. Diese Aufteilung der Steckstifte gewährleistet eine übersichtliche Anordnung der Streben, ohne die Knotenpunktbildung ungünstig zu beeinflussen, zumal es bei Verwendung von zwei Kupplungen mit je vier Steckstiften möglich,ist einen Knotenpunkt mit acht Streben zu bilden. Nicht unerwähnt soll bleiben, daß bei der Verwendung von zwei oder mehreren Steckkupplungen hintereinander, durch Verdrehen der Kupplungen gegeneinander die Strebenrichtungen weitgehend veränderbar sind, d.h. durch Verdrehen einer Kupplung können ihre Streben in jeden beliebigen Winkel gebracht werden.
• Eine weitere Besonderheit der Erfindung besteht darin, daß das Kernstück einer jeden Steckkupplung zylindrisch ausgeführt ist, dessen Mantel koaxial zur Kupplungsausnehmung liegt, deren Tiefe kleiner als das Höhenmaß des zylindrischen Kernstückes gehalten ist, wobei die erwähnte Tiefe dem Durchmesser der Ausnehmung entsprechen kann. Durch diese Maßnahmen wird einmal das erforderliche Einsatzgewicht für Steckkupplungen auf ein Mindestmaß herabgesetzt und zum anderen verbleibt durch die besonderen Maße zwischen Steckstift und Kupplungsausnehmung noch -so viel.Material, daß eine Bruchgefahr weitgehend beseitigt ist. Die zylindrische-Gestalt des Kernstückes ist darüber hinaus auch noch formschön und sie läßt außerdem das Zusammenstecken mehrerer Kupplungen zu einem walzenartigen Gebilde zu, aus-der lediglich die radialen Steckstifte herausragen. Schließlich erscheint es nach der Erfindung zweckmäßig, daß die Streben als Rohrprofile ausgebildet sind, deren äußerer Mantel im Querschnitt gesehen eine runde, quadratische oder rechteckige Form hat, wobei die Streben als auch die Steckkupplungen vorzugsweise aus Kunststoff oder Metall bestehen. Rohrprofile haben gegenüber Holmquerschnitten den Vorteil des geringeren Gewichtes und damit des niedrigen Preises. Außerdem haben Rohrprofile günstige mechanische Eigenschaften, die sich durch Veränderungen im Querschnitt beieinflussen lassen. So werden z.B. quadratische Querschnitte in diagonaler Richtung besonders biegesteif sein. Wenn man die Streben und die Kupplungen, wie hier bevorzugt vorgesehen, aus Kunststoff oder Metall herstellt, bieten sich vielerlei: wirtschaftliche Fertigungsmöglichkeiten an. Bei Kunststoff z.B. wird das Spritzen *der Kupplungen und das Strangpressen der Streben eine bevorzugte Bedeutung haben. Bei der Verwendung von Metallen dürfte Druckgüß eine wirtschaftliche Fertigungsart darstellen. Die Verwendung von Kunststoff hat außerdem noch den Vorteil, daß die Kupplungen und#die Streben außerordentlich korrosionsbeständig sind und auch die Steckverbindungen keinem vorzeitigen Verschleiß unterliegen werden, da der jeweils zur Anwendung kommende Kunststoff ohne weiteres so ausgesucht werden kann, daß er leicht elastisch ist und die durch häufiges Zusammenbauen und/oder Lösen auftretenden Abnutzungserscheinungen für lange Zeit auszugleichen vermag.
• in der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht. Es zeigen: Fig. 1@fünf verschiedene Steckkupplungen, deren Hauptachsen in der Zeichenebene liegen; Fig. 2 die gleichen fünf Steckkupplungen, jedoch geschnitten; Fig. 3 drei aneinandergereihte Steckkupplungen, deren gemeinsame Achse wiederum in der Zeichenebene liegt; Fig. 4 eine Oberansicht auf einen Knotenpunkt, bei dem der Deutlichkeit wegen die unten liegenden Steckkupplungen gesondert herausgezeichnet sind; Fig. 5 eine weitere Oberansicht auf einen Knotenpunkt, bei dem wiederum die unten liegenden Steckkupplungen gesondert dargestellt sind und Fig. 6 eine von den erfindungsgemäßen Elementen gebildete Trägerkonstruktion. Wie sich aus den Figuren 1 und 2 ergibt, weist jede der mit den Zahlen 1 bis 5 bezeichneten Steckkupplungen ein Kernstück 1o auf, in welchem sich eine Kupplungsausnehmung 11 befindet. Das Durchmessermaß.a dieser Ausnehmung 11 entspricht der Tiefe b, die ihrerseits etwas kleiner ist als das Höhenmaß c des zylindrischen Kernstückes 1o. Auf der der Ausnehmung 11 gegenüberliegenden Seite trägt das Kernstück 1o einen achsgleichen Steckstift 12, der in seinen Abmessungen den Maßen der Kupplungsausnehmung 11 entspricht. Radial zu der Achse 13 des Kernstückes 1o und des Stiftes 12 ist mindestens ein Steckstift 14 am Kernstück 1o vorgesehen, d.h. die Steckkupplung.1 ist mit einem und die Steckkupplung 2 mit zwei Steckstiften 14 ausgestattet, wobei die zwei Steckstifte 14 miteinander einen Winkel von 9o0 einschließen. Bei der Kupplung drei liegen die Steckstifte 14 einander gegenüber, während bei der Steckkupplung 4, drei Steckstifte 14 zwei Winkel von 9o o einschließen. Bei der Steckkupplung 5 schließlich sind die Steckstifte 14 nach Art eines Kreuzes auf dem Umfang des zylindrischen Kernstückes 1o angeordnet. Mit diesen fünf Steckkupplungen sind die verschiedenartigsten Konstruktionen möglich, wie sich dies aus den nachfolgenden Figuren ergibt.
• Nach Fig. 3 ist an eine Steckkupplung 1 eine Steckkupplung 5 angesetzt, die ihrerseits wieder eine Steckkupplung 1 trägt. Dadurch ergibt sich ein walzenartiges Gebilde, das sechs radiale Steckstifte 14 aufweist, auf die sich als Rohrprofile ausgebildete Streben 15 aufstecken lassen. Es versteht sich, daß die zylindrischen Innenmantelflächen 16 der Streben 15 so auf die Stifte abgestimmt sind, daß sich die Teile zwar zusammenschieben lassen, andererseits aber ein ausreichender Festsitz gegeben ist.
• Nach Fig. 4 sind zwei Steckkupplungen 1 mit einer Steckkupplung 3 vereint, uni zwar so, daß die Stifte 14 der Kupplungen 1 nach oben ragen, während bei der Steckkupplung 3 der Stift 12 aufwärts gerichtet ist. Wie der untere T.il der Fig. 4 zeigt, sind auf die Stifte 12, 14 dann jeweils Steckkupplungen 1 mit ihren Ausnehmungen 11 aufgesteckt, auf deren freie Stifte 14.. Streben 15 aufgeschoben sind.@Es ergibt sich damit zwei übereinanderliegende Steckkupplungsreihen, von denen_die untere durch die am Rand sitzenden Steckkupplungen 1 jeweils einen Steckstift 12 frei hat, die beim gezeigten Ausführungsbeispiel eben-' falls als Träger für Streben 15 verwendet sind.
• Gemäß der Fig. 5 sind drei Steckkupplungen 1, zwei Steckkupplungen 2 und eine Steckkupplung 4 in der veranschaulichten Weise miteinander vereinigt. Die nach oben.ragenden Stifte dienen als Träger für Steckkupplungen.1, die wiederum alle zur Aufnahme von Streben 15 benützt sind. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 wird in einem Eckbereich von zwei axial hintereinander liegenden Kupp-

  lungenausgegangen. Die Streben 15 der -Kupplung 2 führen

  einmal zu einer weiteren Kupplung 2 und zum anderen zu einer Kupplung 4. Diese beiden Kupplungen 2, 4 wiederum stehen in Strebenverbindung mit einer Kupplung 5, die in axialer Richtung vor einer Kupplung 2 liegt. Wenn man nun noch Steckstifte 14 der zurückgesetzten Kupplungen 1, 2 mit einer Diagonalstrebe 15 verbuncen hat bzw. verbindet, so ergibt sich ein statisch exakt aufgebauter Träger. Interessant ist es ferner, daß die Kupplung 5 auf einem freien Stift 14 eine Kupplung 1 trägt, die das Anschließen einer Querstrebe 15 gestattet. Es versteht sich, daß durch Austausch von Kupplungen oder durch zusätzliche Anordnung von Kupplungen die verschiedenartigen Konstruktionen, wie Brückenbauten mit doppelten Fachwerksträgern, Kranbauten, Hängebrücken usw. erzielbar bzw. nachahmbar sind. Die Zeichnung läßt insbesondere in den Figuren 4, 5 un: 6 gut erkennen, daß nicht nur die Achsenkräfte der Streben 15 exakt aufgenommen werden, sondern auch die Knotenpunkte den tatsächlichen Verhältnissen absolut entsprechen. Praktisch gibt es keine Bauten und Bauwerke, die mit den neuen Elementen nicht beherrscht werden könnten. Selbst Wendeltreppen und ähnliche schwierige Gebilde sind nachbildbar, ohne daß man auf ein Höchstmaß an Natürlichkeit verzichten muße Abschließend ist nur noch festzustellen, daß durch die vorliegende Erfindung mit ihren Maßnahmen das wirklichkeitsnahe un:_ ingenieurmäßige Denken und konstruktive Bauen ganz wesentlich gefördert ist, wobei es von besonderem Vorteil sein dürfte, daß dafür keine ins Gewicht fallende Unkosten in Kauf genommen werden müssen.

Claims (3)

1. Patentansprüche 1. Zusammensetzbare Elemente für Modell-, Lehr- oder Spielzwecke, gekennzeichnet durch besondere mit Streben (15) zusammenwirkende Steckkupplungen (1 bis 5), von denen jede ein Kernstück (1o) besitzt, das mit einer zylindrischen Kupplungsausnehmung (11) und mit einem auf der gegenüberliegenden Seite achsgleichen Zvg1.13) Steckstift (12) ausgestattet ist und zusätzlich mindestens einen radial zur Kupplungsausnehmung (11) gerichteten Steckstift (14) aufweist und die Steckstifte (12, 14) in ihren Durchmessermaßen der lichten Weite (a) der Kupplungsausnehmungen (11) entsprechen.
2. 2. Zusammensetzbare Elemente, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung von mehreren radialen Steckstiften (14) am Kernstück (1o) diese jeweils Winkel von 9o0 oder 1800 miteinander bilden.
3. 3. Zusammensetzbare Elemente, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernstück (1o) einer jeden Steckkupplung (1 bis 5) zylindrisch ausgeführt ist, dessen Mantel koaxial zur Kupplungsausnehmung (11) liegt, deren Tiefe (b) kleiner als das Höhenmaß (c) des zylindrischen Kernstückes (10) gehalten ist, wobei die erwähnte Ti-fe (b) dem Durchmesset (a) der Ausnehmung (11) entsprechen kann. 4e Zusammensetzbare Elemente, dadurch gekennzeichnet, daß die Streben (15) als Rohrprofile ausgebildet sind, deren äußerer Mantel im Querschnitt gesehen eine runde, quatratische oder rechteckige Form hat, wobei die Streben (15) als auch die Steckkupplungen (1 bis 5) vorzugsweise aus Kunststoff oder Metall bestehen.