-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein quaderförmiges, flaches
Bauelement, insbesondere einen Spielbaustein, umfassend
- – einen Träger einer Längenabmessung
L, einer Breitenabmessung B und einer Dickenabmessung d,
- – sowie zwei die Dickenabmessung d begrenzenden Oberflächen,
welche jeweils mit einem die Haftreibung des Trägermaterials übertreffenden Material
beschichtet sind, so dass sich für den beschichteten Träger
eine Dickenabmessung D ergibt,
wobei das Verhältnis
Längenabmessung L zu Breitenabmessung B des Bauelements
zwischen 5 und 20 liegt; und wobei das Verhältnis Dickenabmessung D
zu Breitenabmessung B des beschichteten Bauelements zwischen 0,5
und 0,1 liegt.
-
Seit
jeher sind Bauklötze vor allem für Kleinkinder
pädagogisch wertvoll. Der prinzipiell gestaltungsoffene
Charakter des Spiels mit Bauklötzen schult eine Vielzahl
motorischer, sensorischer und intellektueller Fähigkeiten.
Auch grundlegende Erlebnismomente wie Neugier, Exploration, Herausforderung,
Erfolg und Niederlage sind im Spiel mit Bauklötzen angelegt.
Meist sind Bauklötze Teil von Bausätzen mehr oder
weniger aufeinander abgestimmter Einheiten unterschiedlicher Form
und Größe. Sie werden ausschließlich
durch (ggf. einfaches) Stapeln zu neuen Objekten arrangiert, was
der Altersgruppe gemäß ist.
-
Weitaus
seltener sind Bausätze anzutreffen, welche mit nur ein
und demselben Bausteintyp die Konstruktion verschiedener Objekte
gestatten. Sie sind für Kleinkinder weniger geeignet, da
sie eine intensivere gedanklich-visuelle Auseinandersetzung erfordern.
Dabei bietet gerade eine gewisse Beschränkung der Möglichkeiten
einen besonderen Reiz, was Bauklötze auch für ältere
Kinder und sogar Erwachsene interessant machen kann, wie am Beispiel
der sog. Kapla-Bausteine ersichtlich ist.
-
Als
Spielbaustein fast unbekannt sind jedoch Bauelemente, die nicht
nur einheitliche Abmessungen aufweisen, sondern aufgrund ihrer Seitenverhältnisse über
das reine Stapelprinzip hinausgehen. Bekannt sind beispielsweise
Bauelemente, deren Seitenverhältnisse L, B und d bzw. D
so bemessen sind, dass wenigstens 2,5 N oder 3 N gleichartige Bauelemente
zumindest zu einer frei tragenden Bogenstruktur mit N in einer von
Auflager zu Auflager reichenden Hüllkurve liegenden Ecken
zusammengesetzt werden können, wobei N eine natürliche
Zahl ist und mindestens 2, vorzugsweise mindestens 3, beträgt,
und wobei bei der Bestimmung der Anzahl gleichartiger Bauelemente
mittels des Terms 2,5 N im Fall einer Dezimalzahl als Ergebnis dieses
auf die nächste natürliche Zahl aufzurunden ist.
-
Vergleichbare
frei tragende Bogenstrukturen gehen auf eine Idee von Leonardo da
Vinci (1452–1519) zurück, der in seinem Codex
Atlanticus (um 1480) eine transportable Brücke aus Rundhölzern
skizzierte, welche heute als Leonardo-Brücke bekannt ist.
Das Verhältnis von Länge zu Radius der Rundhölzer
war so bemessen, dass 3 N in etwa gleichartiger Rundhölzer
zu einer frei tragenden Bogenstruktur mit N in einer von Auflager
zu Auflager reichenden Hüllkurve liegenden Ecken zusammengesetzt
werden konnten. In der Praxis mussten die Rundhölzer jedoch
durch Stricke gegen das Verrutschen gesichert werden.
-
Im
Landesmuseum für Technik und Arbeit in Mannheim beispielsweise
{vgl. Elementar 1, Mechanik, Leonardobrücke. Verfügbar über: http://www.elementamannheim.de/elementa
1f.htm [10. Juli 2008]} kann heutzutage sich jedermann
im Bau einer Leonardo-Brücke üben. Die Brücke
besteht nur aus ebenen Holzbrettchen einer Längenabmessung
L, einer Breitenabmessung B und einer Dickenabmessung d, zusammengefügt
ohne Klebstoff oder Verbindungselemente. Die Seitenverhältnisse
L, B und d der Holzbrettchen sind so bemessen, dass 2,5 N oder 3
N gleichartige Brettchen sich durch ihr eigenes Gewicht und durch
Reibung gegenseitig festhalten und so einen halbwegs stabilen Bogen
mit N in einer von Auflager zu Auflager reichenden Hüllkurve
liegenden Ecken bilden. Zwar reichen nach Angaben des Museums zum
Aufbau einer solchen frei tragenden Bogenstruktur zwei Hände.
Gleichwohl ist zumindest ab einer gewissen Größe
der Brücke ein hohes Maß an Geschicklichkeit Voraussetzung,
da bei Neigungen von etwa 30° „Holz auf Holz” bereits
rutscht oder anders ausgedrückt, der Haftreibungskoeffizient μ0 eines trockenen Materialpaares „Holz
auf Holz” mit gewöhnlich etwa 0,5 verhältnismäßig
gering ist. Holzbrettchen mit zwei die Dickenabmessung d begrenzenden
glatt gestalteten Oberflächen wie die im Landesmuseum Mannheim
provozieren daher ein Verrutschen derselbigen, bevor die Konstruktion
hinreichend Stabilität erreicht, ähnlich wie man
dies anschaulich während des Aufbaus von Kartenhäusern erleben
kann, wozu vorgenannte Holzbrettchen freilich weder gedacht noch
geeignet sind.
-
Komplexere
Strukturen als Bögen wie insbesondere die Erweiterung des
Bauprinzips zum Ringschluss sind mit bekannten flachen, quaderförmigen Bauteilen
nur aus Holz sodenn auch ebenso wenig realisierbar, wie mit solchen
aus anderen Materialien geringer Haftreibung. Daran würde
auch die präzise Kooperation mindestens zweier Personen
wenig ändern. Vielmehr sind entweder weitere technische Hilfsmittel
und/oder besondere Ausgestaltungen der Bauelemente nötig.
-
So
wird beispielsweise in der Gebrauchsmusterschrift
DE 20 2005 000 914 U1 die
nötige Stabilität für die vor allem als
Sportgerät vorgestellte, dem bekannten Rhönrad ähnelnden,
Struktur durch Verwendung wenigstens zweier Typen an Bauelementen
mit zueinander unterschiedlicher Geometrien sowie mittels Formschlussbereiche
in Gestalt zusätzlich stabilisierender Kerben erreicht.
-
Soweit
man sich dennoch den mathematisch-pädagogischen Reiz, welches
die Konstruktion verschiedener Objekte mit nur ein und demselben Bausteintyp
bietet, erhalten mag, findet man am Zentrum für Mathematik
der Technischen Universität München (TUM) im Rahmen
der Ausstellung ix-quadrat bereits identisch geformte, aus länglichen
Holzlatten gefertigte Bauklötze einer Längenabmessung L,
einer Breitenabmessung B und einer Dickenabmessung d ausgelegt,
bei welchen die zwei die Dickenabmessung d begrenzenden Oberflächen
mit Filzklebestoff bzw. d-c-fix-Velours-Klebefolie bezogen sind,
welche die Rutschfestigkeit der Klötze dergestalt erhöhen,
dass neben Ringschluss und Brückenbogen auch sog. Kuppeldächer
aufbaubar sind {vgl. Richter-Gebert, Jürgen (März
2007): Ein Drunter und Drüber – Mathematik
von statischen Konstruktionen spielerisch erfahren. Wissen & Wachsen, Schwerpunktthema
Mathematik & mathematische Förderung,
Praxis. Verfügbar über: www.wissen-und-wachsen.de/print.aspx?Page
=38fb 1aa8-2bb7-461a-a595-6d65676ae313 [10. Juli 2008]}.
Während beim Filz ungeordnet verschlungene Fasern bewirken,
dass bei gleicher Materialpaarung „Filz auf Filz” erst
bei einer Neigung von 60° rutscht, stehen bei Velours die
Fasern sogar senkrecht zur Oberfläche. Durch die gegenseitige
Verzahnung der Fasern ergibt sich hier eine noch weit höhere
Rutschfestigkeit.
-
Diesem
Vorteil steht jedoch der Nachteil gegenüber, dass beim
Aufbau allein kraftschlüssig selbsttragender Strukturen
wie die zuvor benannten wie „Klett” wirkendes
Textil (insb. Filz, Velours oder dergleichen haken- und/oder schlaufenförmige
Fasern) die seitliche Verschiebbarkeit bereits verschränkter
Bauelemente derart stark einschränkt, dass deren Korrigierbarkeit
letztlich verhindert ist.
-
Schließlich
sind, ebenso wie die bereits oben benannten unbeschichteten Klötze
des Landesmuseum Mannheim auch die beschichteten Klötze
der TUM für ergänzende Anwendungen wie Aufstellungen
nach dem Kartenhausprinzip weder gedacht noch geeignet.
-
Hiervon
ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Bauelement,
insb. einen Spielbaustein, bereitzustellen, welches den Bau auch
komplex-verschränkter Strukturen wie Kuppeln, Bögen
und/oder Rad etc. gestattet, ohne dabei auf die Korrigierbarkeit
bereits verschränkter Bauelemente verzichten zu müssen.
Alternativ oder kumulativ zu verschränkbaren Strukturaufbauten
soll ein bevorzugtes Bauelement insbesondere auch dergestalt ausgebildet
sein, dass ein Aufbau von Solo-, Ergänzungs- und/oder Anbauten
nach dem Kartenhausprinzip ermöglicht ist.
-
Diese
Aufgabe wird durch ein Bauelement bzw. einen Spielbaustein gemäß den
Merkmalen des unabhängigen Schutzanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination
miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der
abhängigen Ansprüche.
-
Das
erfindungsgemäße quaderförmige flache
Bauelement baut auf gattungsgemäßen Bauelementen
dadurch auf,
- – dass das Beschichtungsmaterial
aus der Gruppe klettfreier Materialien gewählt ist;
- – dass das jeweilige Beschichtungsmaterial eines ersten
beschichteten Bauelements in Anlage mit einem zweiten beschichteten
Bauelement einen Haftreibungskoeffizienten μ0 zwischen
etwa 0,7 und 1,1 aufweist; und
- – dass die Kanten des jeweiligen Beschichtungsmaterials
entlang der Breitenabmessung B des Trägers und/oder entlang
der Längenabmessung L des Trägers dergestalt angefast
oder abgerundet ausgebildet sind, dass die Kanten des jeweiligen
Beschichtungsmaterials maximal bis zur jeweiligen Oberfläche
des Trägers angefast oder abgerundet sind.
-
Dabei
sind mit „klettfreien Materialien” all diejenigen
Materialien bezeichnet, die nicht aufgrund ihrer Art und Oberflächenbeschaffenheit
klettverschlussähnliche Verbindungen, also lösbare
mechanische Verhakungen („Verklettungen”), eingehen können.
In seiner gängigsten Anwendung an Kleidungsstücken,
Schuhen und Ähnlichem ist der Klettverschluss bekanntlich
ein textiles, fast beliebig oft zu lösendes Verschlussmittel,
das auf dem Prinzip von Klettenfrüchten beruht. Die Haftreibung
des Trägermaterials übertreffende Beschichtungsmaterialien
jedoch, die bewusst auf mechanische Verzahnungen verzichten, gestatten
vorteilhaft ein Verschieben selbst bereits komplex verschränkter
Bauelemente und insoweit deren Korrigierbarkeit, so dass sogar von
idealen Aufbaulinien ersichtlich abweichend angefangene Strukturaufbauten
problemlos fertig gestellt werden können, was Frustrationstoleranzen
zu heben hilft.
-
Bevorzugt
sind daher Beschichtungsmaterialien jeweils mit einer Rutschfestigkeit
dergestalt, dass zwei aufeinanderliegende Bauelemente mit materialgleichen
oder ggf. auch unterschiedlich beschichteten Oberflächen
auch bei Anstellwinkeln α zwischen 35° und 50°,
insbesondere zwischen 40° und 48°, vorzugsweise
um etwa 45°, nicht verrutschen.
-
Auf
eine horizontale Ebene bezogen sind jeweils Beschichtungsmaterialien
eines ersten beschichteten Bauelements bevorzugt, welche in Anlage
(Materialpaarung) mit einem zweiten materialgleichen oder ggf. auch
unterschiedlich beschichteten Bauelement einen Haftreibungskoeffizienten μ0 zwischen insbesondere 0,8 und 1,0; vorzugsweise
um etwa 0,9, aufweisen.
-
Dementsprechend
können als Beschichtungsmaterialien insbesondere Kork (Phellem)
bzw. vergleichbare die Haftreibung des Trägermaterials übertreffende
Pflanzenfasern (Zellstoffe) und/oder Moosgummi bzw. vergleichbare
Schaumstoffe, Verwendung finden.
-
Für
die Ausbildung von Fasen oder Rundungen entlang der Kanten des Trägers
ist ein Verhältnis von Dickenabmessung d des Trägers
zur Dicke des Beschichtungsmaterials bevorzugt, welches zwischen
3 und 20 liegt, wobei sich bei Bauelementen mit einer Längenabmessung
von etwa 17 bis 20 cm ein Verhältnis von etwa 5; und bei
Bauelementen mit einer Längenabmessung von z. B. etwa 0,4
Meter ein Verhältnis von etwa 16 bewährt hat.
-
Je
nach verwendetem Träger- und/oder Beschichtungsmaterial
und/oder angestrebtem Strukturaufbau, weist das jeweilige Beschichtungsmaterial beispielsweise
eines Spielbausteins eine Dicke zwischen 0,8 und 2,0 mm, insbesondere
zwischen 0,9 und 1,5 mm, vorzugsweise von etwa 1,0 mm auf.
-
Erfindungsgemäß bevorzugt
sind die Kanten des jeweiligen Beschichtungsmaterials zumindest entlang
der Breitenabmessung B des Trägers angefast oder abgerundet
ausgebildet. Die Anfasung der Kanten allein des Beschichtungsmaterials
zumindest entlang der Breitenabmessung B des Trägers sorgt vorteilhaft
für eine höhere Anlagefläche; die Abrundung
für einen besseren Kontakt gegeneinander oder anders aneinander
gelehnt aufgestellter Bauelemente, was die Gefahr eines Verrutschens
insbesondere nach dem Prinzip sog. Kartenhäuser, also teils
gegen einander lehnend, teils aufeinander liegend, in Solo-, Ergänzungs-
und/oder Anbauten aufgestellter Bauelemente minimiert.
-
Der
Freiheitsgrad an Aufstellungsmöglichkeiten lässt
sich vorteilhaft erhöhen, wenn bevorzugt auch die Kanten
des jeweiligen Beschichtungsmaterials entlang der Längenabmessung
L des Trägers angefast oder abgerundet ausgebildet sind.
Insbesondere lassen sich dann die Bauelemente auch über
ihre Längsseits gegeneinander lehnend aufstellen.
-
Um
statt Kanten möglichst rutschfeste Auflageflächen
vorzufinden ist darauf zu achten, dass die Anfasung oder Abrundung
der Kanten tatsächlich nur das jeweilige Beschichtungsmaterial
erfasst. Mit anderen Worten sind die Kanten des Beschichtungsmaterial
erfindungsgemäß maximal bis zur jeweiligen Oberfläche
des Trägers angefast oder abgerundet ausgebildet.
-
Der
Fasenwinkel β angefaster Kanten des jeweiligen Beschichtungsmaterials
kann für alle Kanten einheitlich mit vorzugsweise 45° oder
unterschiedlich, insbesondere zwischen 30° und 60° liegend,
bevorzugt zwischen 40° und 50°, ausgebildet sein.
-
So
haben sich insbesondere für zwei im spitzen Winkel über
die Kanten entlang der Breitenabmessung B des Trägers gegeneinander
lehnende Bausteine Fasenwinkel β von 30° bewährt.
Die zu einer 30° Fase jeweils spiegelsymmetrische Kante
auf der gleichen und der gegenüberliegenden Oberfläche
weist vorzugsweise einen Fasenwinkel von 60° auf. Die verbleibende,
zur ersten 30° Fase punktsymmetrische Kante auf der gegenüberliegenden
Oberfläche weist bevorzugt wiederum eine 30° Fase
auf. Die paarweise Anordnung verschieden abgefaster Kanten von 30° und
60° fördert vorteilhaft den Aufbau äußerst
stabiler Strukturen nach dem Kartenhausprinzip.
-
Der
Radius abgerundeter Kanten des jeweiligen Beschichtungsmaterials
entspricht vorzugweise der Dicke des jeweiligen Beschichtungsmaterials. Dabei
weisen abgerundete Kanten gegenüber angefasten Kanten den
Vorteil auf, dass diese unabhängig vom tatsächlichen
Aufstellwinkels des Bauelements eine rutschfeste Auflage bereitstellen.
-
Für
Anwendungen als Mitbringsel oder Werbegeschenk insb. für
Erwachsene Personen kann als Träger ein Metallkern aus
z. B. Edelstahl Verwendung finden.
-
Soweit
klassische Spielanwendungen insb. für Kinder im Vordergrund
stehen haben sich als Trägermaterialen insbesondere Bambus,
Eschenholz, Birkenholz, Kunststoffe, Kohlefasern (Karbon) und/oder
dergleichen bruchfeste und zähelastische Materialien bewährt.
-
Insbesondere
aus Bambus oder Holz gefertigte Träger können
massiv oder im Verbund, beispielsweise aus Sperrholzplatten, ausgebildet
sein. Der Träger kann auch als Kunststoffspritzteil ebenfalls
massiv oder wenigstens teilweise als Hohlkörper ausgebildet
sein. Auch die Verwendung von Kohlefaser-(Karbon)-Werkstoffen ist
denkbar.
-
Für
die Erstellung von zu Bogen- und/oder Ringen kombinierten und/oder
nach dem Kartenhausprinzip aufgestellten komplexen Strukturen haben
sich Bauelemente mit einem Verhältnis von Längenabmessung
L zu Breitenabmessung B zwischen 5 und 20 bewährt. Ästhetisch
besonders ansprechende Strukturen ergeben sich, wenn dass Verhältnisse
von Längenabmessung L zu Breitenabmessung B etwa 6 entspricht,
da unbeschadet der Konstruktionsmöglichkeiten insbesondere
bei Bogen- oder Ringstrukturen parallel liegende Bauelemente stets
bis zur vollen Auflagebreite eines Bauelements ineinandergeschoben
werden können.
-
Für
die Kombination von Ring-, Bogen-, Kuppel- und/oder Kartenhausstrukturen
gleichermaßen geeignet haben sich schließlich
Bauelemente mit aufeinander angestimmten Seitenverhältnissen
bewährt, bei denen das Verhältnis Dickenabmessung
D zu Breitenabmessung B des Bauelements beispielsweise zwischen
0,5 und 0,1 liegt, insbesondere zwischen 0,2 und 0,3, vorzugsweise
etwa 0,23, beträgt, wobei der zuletzt genannte Wert einer
bevorzugten Eignung der Bauelemente mit L/B = 6 entspricht, nämlich
dem Bau eines 16-eckigen Ringschlusses.
-
Die
vorliegende Erfindung eignet sich durch die bislang einzigartige
Verbindung insbesondere von Bogenstruktur und Kartenhausprinzip
als anspruchsvolles Konstruktionsspielzeug, das aufgrund der – scheinbar – begrenzten
Möglichkeiten nicht nur Denkvermögen, Logik und
Fantasie herausfordert, sondern auch ein begreifendes Verstehen
grundlegender Prinzipien aus Geometrie und Mechanik ermöglicht.
Zudem fördert das Spiel mit erfindungsgemäßen
Bauelementen die Konzentrationsfähigkeit, Feinmotorik sowie
die Kooperation mit anderen, weshalb es sich insbesondere auch als
therapeutisches und pädagogisches Spielzeug eignet.
-
Zusätzliche
Einzelheiten und weitere Vorteile der Erfindung werden nachfolgend
an Hand eines beispielhaften Bauelementes und daraus gebildeter Strukturen,
auf welche die vorliegende Erfindung jedoch nicht beschränkt
ist, und in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung beschrieben.
-
Darin
zeigen schematisch:
-
1 ein quaderförmiges flaches
Bauelement in einer Vorder-, Seiten-, Drauf- sowie perspektivischen
Ansicht;
-
2 die Verwendung einer Vielzahl identischer
Bauelemente gemäß 1 in
zwei komplex-verschränkten Ring-Strukturen;
-
3 die Verwendung einer Vielzahl identischer
Bauelemente gemäß 1 in
zwei komplex-verschränkten Kuppeldach-Strukturen;
-
4 die Verwendung einer Vielzahl identischer
Bauelemente gemäß 1 in
vier Solo-, Ergänzungs- und/oder Anbauten nach dem Kartenhausprinzip;
und
-
5 bis 10 die
Verwendung einer Vielzahl identischer Bauelemente gemäß 1 in beispielhaften Anwendungen eines
Mix aus komplex verschränkter Strukturen und Solo-, Ergänzungs- und/oder
Anbauten nach dem Kartenhausprinzip.
-
Bei
der nachfolgenden Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche
oder vergleichbare Komponenten.
-
1a zeigt
ein quaderförmiges flaches Bauelement 1 in einer
Vorder-, Seiten- und Draufsicht; 1b in
einer perspektivischen Ansicht. Das Bauelement 1 besteht
in seinem Kern aus einem Träger 10 einer Längenabmessung
L, einer Breitenabmessung B und einer Dickenabmessung d. Der Träger 10 kann
aus Metall, Kunststoff oder Holz gefertigt sein. Je nach verwendetem
Werkstoff kann der Träger 10 massiv oder im Verbund
und/oder wenigstens teilweise als Hohlkörper ausgebildet
sein. Dargestellt ist ein massiver Träger 10 aus
Holz, vorzugsweise aus Eschen- oder Birkensperrholz oder aus Bambus. Erkennbar
begrenzen zwei Oberflächen 11 die Dickenabmessung
d des Trägers 10. Um auch bereits zu komplexen
Strukturen (vgl. 2 ff.) verschränkte Bauelemente 1 noch
korrigieren zu können sind die Oberflächen 11 jeweils
mit einem die Haftreibung des Trägermaterials 10 übertreffenden
aber klettfreien Material 20, insbesondere beidseitig mit
Kork (Phellem), beschichtet.
-
Die
Dicke des Beschichtungsmaterials 20 hängt vom
verwendeten Material des Trägers 10 ab. Grundsätzlich
gilt: je höher die Biegesteifigkeit des Trägermaterials 10 desto
größer kann die Dicke der Beschichtung 20,
bzw. umso dünner kann das Trägermaterial 10 gewählt
werden. Für Träger 10 mit Längenabmessungen
kleiner 20 cm, Breitenabmessungen B kleiner 4 cm und Dickenabmessungen
kleiner 1 cm haben sich Beschichtungsdicken 20 zwischen
0,8 und 2,0 mm, insbesondere zwischen 0,9 und 1,5 mm, vorzugsweise
von etwa 1,0 mm bewährt, wobei sich für den beschichteten
Träger 10 jeweils eine Dickenabmessung D ergibt.
-
Längenabmessung
L, Breitenabmessung B und Dickenabmessung D definieren zugleich
die Abmaße des Bauelements 1 und sind unter der
Maßgabe L > B ≥ D
vorzugsweise so aufeinander abgestimmt, dass sich in Kontakt zweier
einheitlich ausgeführter Bauelemente 1 ein so
hoher Haftreibungskoeffizient μ0 ergibt,
dass 3 N oder auch nur 2,5 N einheitlich ausgeführte quaderförmige
Bauelemente 1 nicht nur zu der eingangs genannten frei
tragenden Bogenstruktur sondern auch zu einer allein kraftschlüssig
selbsttragenden N-eckigen Ringstruktur 30 kombinierbar
sind, wobei dann N eine gerade Zahl ist und mindestens 6, vorzugsweise
jedoch 16, beträgt.
-
2a zeigt
beispielhaft eine 2,5 N-eckige Ringstruktur 30 aus (2,5·16
=) 40 identischen Bauelementen 1 mit einer inneren 31 und
zwei äußeren 32 Laufflächen.
-
2b zeigt
beispielhaft eine 3 N-eckige Ringstruktur 30 aus (3·16
=) 48 identischen Bauelementen 1 mit zwei inneren 31 und
zwei äußeren 32 Laufflächen.
-
Erkennbar
umfassen die in 2 gezeigten selbsttragenden
Ringstrukturen 30 2,5 N bzw. 3 N Bauelemente 1,
wobei N der Bauelemente 1 die beiden äußeren
Laufflächen 32 der Struktur 30 bilden, N/2
(2a) bzw. N (2b) weitere
Bauelemente 1 die wenigstens eine (2a) bzw.
die zwei (2b) inneren Laufflächen 31 der
Struktur 30 bilden und N weitere Bauelemente 1 äquatorial
und zu jenen zwischen den Laufflächen 31 und 32 angeordnet
sind, um paarweise die äquatorialen Bauelemente 1 mit den
Bauelementen 1 der Laufflächen 31 und 32 zum Kraftschuss
zu bringen. Da vorgenannte Konstruktionen erst mit der Vollendung
zum Ringschluss 30 stabil werden, erfordert ihr Aufbau
ein hohes Maß an Geschicklichkeit bzw. präzise
Kooperation mindestens zweier Personen. Schon deshalb eignet sich
das Bauelemente 1 in geeigneten Abmessungen und ausreichender
Anzahl eines Satzes von vorzugsweise 40 oder 48 Bauelementen 1 gut
als therapeutisches oder pädagogisches Konstruktionsspielzeug. Ein
zusätzlicher mathematisch-pädagogischer Reiz ergibt
sich aus dem Umstand, dass praktisch die komplette Information zur
Ringstruktur 30 bereits in den Seitenverhältnissen
L > B ≥ D
des einzelnen Bauelements 1 steckt.
-
Während
sich eine Leonardobrücke aus verschränkten Bauelementen 1 quasi
nur in eine Richtung und maximal bis zu einem Ringsschluss 30 ausbreitet,
erstrecken sich sog. Kuppeldächer 40 über eine
Fläche:
-
3a zeigt
beispielhaft ein sog. „Iglu”, aufgebaut aus 40
identisch gefertigten Bauelementen 1.
-
3b zeigt
eine sog. „Kuppel”, aufgebaut aus 35 identisch
gefertigten Bauelementen 1.
-
In
beiden Beispielen führt ein Verschränkungsprinzip,
bei dem stets wenigstens 4 oder wie dargestellt wenigstens 6 Bauelemente 1 gegenseitig miteinander
verschränkt werden, dazu, dass die jeweilige Kuppel-Konstruktion 40 schnell
an Stabilität und Höhe gewinnt.
-
Um
alternativ oder kumulativ zum Aufbau von Kuppel- 40 oder
Bogenstruktur einschließlich Ringschluss 30 auch
andere, nur aus sich selbst heraus frei- und/oder selbstragende
komplexe Strukturen aufbauen zu können, sind erfindungsgemäß bevorzugt
die Kanten 21 des Beschichtungsmaterials 20 zumindest
entlang der Breitenabmessung B, vorzugsweise auch entlang der Längenabmessung
L, des Trägers 10 angefast ausgebildet.
-
1 zeigt auch, wie die Oberflächen 11 des Trägers 10 durchgängig
mit einem die Haftreibung erhöhenden Material 20 in
einer solchen Dicke beschichtet sind, dass die Kanten 21 zumindest
entlang der Breitenabmessung B und vorzugsweise auch entlang der
Längenabmessung L jeweils angefast ausgebildet sind, im
gezeigten Ausführungsbeispiel unter einem bevorzugten Fasenwinkel β von
45°.
-
Durch
die Anfasung der Kanten 21 des Beschichtungsmaterials 20 zumindest
entlang der Breitenabmessung B des Trägers 10 lassen
sich besagte Bauelemente 1 nicht nur zu Kuppel- 40,
Bogen- und Ringstrukturen 30 kombinieren sondern vorteilhaft erstmals
auch nach dem Prinzip sog. Kartenhäuser 50, also
teils gegeneinander lehnend, teils aufeinander liegend, aufstellen,
wobei je nach Übung und Kenntnis der Bauprinzipien der
Aufbau in der Tat beeindruckender Strukturen aus völlig
identischen Bauelementen 1 ermöglicht ist:
-
4a zeigt
beispielhaft ein sog. „Kartenklotzhaus”, aufgebaut
aus 54 identisch gefertigten Bauelementen 1;
-
4b zeigt
beispielhaft eine sog. „Flügelbrücke”,
aufgebaut aus 49 identisch gefertigten Bauelementen 1,
wobei eine der beiden seitlichen, als Stütze dienenden
Bauelemente 1 entbehrlich ist;
-
4c zeigt
beispielhaft ein sog. „Großornament”,
aufgebaut aus 56 identisch gefertigten Bauelementen 1;
und
-
4d zeigt
beispielhaft ein sog. „Brezelmonster”, aufgebaut
aus 80 identisch gefertigten Bauelementen 1.
-
In 4a und 4b ist
auf etwa halber Höhe gut erkennbar, wie ein bevorzugtes
Beschichtungsmaterial 20 dergestalt rutschfest ist, dass
zwei aufeinanderliegende Bauelemente 1 auch bei Anstellwinkeln α zwischen
35° und 50° nicht verrutschen, obgleich oberhalb
sich teils beachtliche Strukturaufbauten anschließen.
-
Mehr
noch als in 4 zeigen die nachfolgenden
Anwendungsbeispiele, wie überraschenderweise insbesondere
die Verbindung von Bogenstruktur und Kartenhausprinzip zu weiteren
beeindruckenden Struktur-Aufbauten führt:
-
5 zeigt
beispielhaft ein sog. „Kissen”, aufgebaut aus
60 identisch gefertigten Bauelementen 1;
-
6 zeigt
beispielhaft einen sog. „Liegestuhl”, aufgebaut
aus 40 identisch gefertigten Bauelementen 1;
-
7 zeigt
beispielhaft ein sog. „Harmonikahaus”, aufgebaut
aus 40 identisch gefertigten Bauelementen 1;
-
8 zeigt
beispielhaft ein sog. „Vogelhaus”, aufgebaut aus
33 identisch gefertigten Bauelementen 1;
-
9 zeigt beispielhaft zwei Türme,
nämlich einerseits einen „Chinaturm” (9a),
aufgebaut aus 52 identisch gefertigten Bauelementen 1 und
andererseits einen „schiefen Turm” (9b),
aufgebaut aus 39 identisch gefertigten Bauelementen 1;
und
-
10 zeigt
beispielhaft einen sog. „Tausendfüßler”,
aufgebaut aus etwa 58 identisch gefertigten Bauelementen 1.
-
Obgleich
die Anzahl der verwendeten Bauelemente 1, die zum Aufbau
vorstehender Ausführungsbeispiele benötigt werden,
jeweils mit angegeben sind, sei nochmals hervorgehoben, dass eine Vielzahl
an Bauwerken jeweils aus dem gleichen Satz 2,5 N bzw. 3 N, vorzugsweise
einheitlich, ausgebildeter Bauelemente 1 aufbaubar ist,
wobei bevorzugt N = 16 gewählt ist.
-
Die
Wesentlichen Aspekte bevorzugter Bauelemente 1 lassen sich
abschließend wie folgt zusammenfassen: Um den Sitz bereits
zu komplexen Strukturen 30 oder 40 verschränkter
Bauelemente 1 korrigieren zu können ist erfindungsgemäß vorgeschlagen,
das Beschichtungsmaterial 20 aus der Gruppe klettfreier
Materialien zu wählen. Soweit alternativ oder kumulativ
hierzu auch Aufstellungen nach dem Kartenhausprinzip 50 gewünscht
sind, ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, zumindest
die Kanten 21 des jeweiligen Beschichtungsmaterials 20 zumindest
entlang der Breitenabmessung B des Trägers 10 angefast
oder abgerundet auszubilden.
-
Durch
die bislang einzigartige Verbindung insbesondere verschränkt
aufgebauter Strukturen mit denen nach dem Kartenhausprinzip aufgebauter eignet
sich die vorliegende Erfindung als anspruchsvolles Konstruktionsspielzeug
wie kein anderes. Dabei verzichtet sie auf jedweden Formschluss
und damit auf alles, was je erfunden wurde, um Dinge formschlüssig
zusammenzuhalten wie insb. Stifte, Zapfen, Schrauben. Dennoch lassen
sich oft derart komplexe Bauten realisieren, dass man seinen Augen nicht
traut. Das bedeutet aufgrund der – scheinbar – begrenzten
Möglichkeiten nicht nur eine Herausforderung für
Denkvermögen, Logik und Fantasie, sondern ermöglicht
auch ein begreifendes Verstehen grundlegender Prinzipien aus Geometrie
und Mechanik. Schließlich fordert das Spiel mit erfindungsgemäßen
Bauelementen die Konzentrationsfähigkeit, Feinmotorik sowie
die Kooperation mit anderen, weshalb es sich insbesondere auch als
therapeutisches und pädagogisches Spielzeug eignet.
-
- 1
- Bauelement,
Spielbaustein
- 10
- Träger;
Trägermaterial
- 11
- Oberfläche
- 20
- die
Haftreibung erhöhendes Material; Beschichtungsmaterial
- 21
- Kanten
des Beschichtungsmaterials 20
- d
- Dickenabmessung
des unbeschichteten Trägers 10
- D
- Dickenabmessung
des beschichteten Trägers 10
- B
- Breitenabmessung
des beschichteten wie unbeschichteten Trägers 10
- L
- Längenabmessung
des beschichteten wie unbeschichteten Trägers 10
- N
- Anzahl
der Ecken
- 30
- Ringstruktur
- 31
- innere
Lauffläche(n) der Ringstruktur 30
- 32
- äußere
Laufflächen der Ringstruktur 30
- 40
- Kuppeldach
- 50
- ganz
oder teilweise nach dem Kartenhausprinzip aufgebaute Strukturen
- α
- Anstellwinkel
zweier beschichteter, aufeinander liegender Bauelemente 1
- β
- Fasenwinkel
der Kanten 21 des Beschichtungsmaterials 20
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 202005000914
U1 [0008]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - http://www.elementamannheim.de/elementa 1f.htm
[10. Juli 2008] [0006]
- - vgl. Richter-Gebert, Jürgen (März 2007 [0009]
- - www.wissen-und-wachsen.de/print.aspx?Page =38fb 1aa8-2bb7-461a-a595-6d65676ae313
[10. Juli 2008] [0009]