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Steckverbindungsvorrichtung für eine Gestellkonstruktion
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zu Spiel zwecken Die Erfindung betrifft eine Steckverbindungsvorrichtung
für eine Gestellkonstruktion zu Spiel zwecken, bestehend aus Verbindungsstäben und
als Verzweigungsbasis dienenden Körpern, in denen Löcher zur Aufnahme der Enden
der Verbindungsstäbe ausgebildet sind.
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Es gibt Steckbausteine, die aufeinandergesetzt und mit zapfenförmigen
VorsprUngen lose in Aufnahmelöcher eines benachbarten Bausteins eingefUgt werden.
Mit solchen Steckverbindungen versehene Steckbausteine sind jedoch nur für eine
Stapelbauweise geeignet, bei der die Schwerpunkte sowohl der einzelnen Bausteine
als auch aller Bausteingruppen auf einer festen Unterlagen abgestUtzt sind.
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Ohne besondere Stabilisierung sind Uberhängende Teile von Bausteinen
und Bausteingruppen zu vermeiden, da die dort vorgesehenen losen Steckverbindungen
nur seitlichen, nicht aber axialen Halt bieten.
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Andererseits sind Steckverbindungen bei Spielbausätzen bekannt, bei
denen Verbindungsstäbe von in der Regel einheitlichem runden Querschnitt mit enger
Passung in Aufnahmelöcher von Bausteinen eingepreßt werden können. Zur Erzielung
eines ausreichenden Kraftschlusses in Axialrichtung, d.h. entgegen der Einsteckrichtung
ist eine genaue Passung zwischen den Einsteckenden der Verbindungsstäbe oder -zapfen
und den Aufnahmelöchern erforderlich.
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Diese enge Passung bedingt einerseits einen relativ hohen Aufwand
bei der Herstellung der zu verbindenden Elemente, verbunden mit der Wahl formbeständiger
und teurer Materialien, und andererseits die Aufwendung erheblicher Kraftzun Eintreiben
der Verbindungsstäbe in die genau gepaßten Aufnahmelöcher und zum Lösen dieser Verbindungen.
In der Praxis bedient man sich zum Eintreiben der Verbindungsstäbe bzw. -zapfen
in die Aufnahmelöcher eines Holzhammers und zum Lösen einer Spannzange, mit der
die Verbindungsstäbe unter Drehen bei gleichzeitiger Aufwendung einer axialen Kraft
herausgezogen werden. Bei mehrmaligem Ändern dieser Verbindungen ist ein gewisser
Abrieb unvermeidlich, der dazu führt, daß die enge kraftschlüssige Passung verringert
wird und im Extremfalle der axiale Halt zwischen den ineinandergreifenden Teilen
aufgehoben wird.
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Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, die Steckverbindungsvorrichtung
der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß auch in Axialrichtung Kräfte Ubertragende
Steckverbindungen der Konstruktionselemente leicht von Hand und ohne Verwendung
von Hilfsgeräten herstellbar und lösbar sind und vielfach variable Gestellkonstruktionen
mit wenigen Konstruktionselementen geschaffen werden können.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß die Körper
prismatische Körper in Form von Quadern, WUrfeln oder Dachkantprismen sind, die
Löcher wenigstens in zwei zueinander rechtwinklig verlaufenden ebenen Flächen mit
jeweils ZU
letzteren normal verlaufenden Lochachsen vorgesehen sind
und an beiden Enden der Verbindungsstäbe durch axiale Querschlitze elastisch nach
innen biegbare Schenkel gebildet sind, die mit axialem Kraftschluß in die Aufnahmelöcher
einsteckbar sind.
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Diese Steckverbindungsvorrichtung bedingt im Prinzip zum Aufbau vielfach
variabler Gestellkonstruktionen nur zwei Arten von Konstruktionselementen, nämlich
vorzugsweise würfelförmige prismatische Körper als Verzweigungsbasis, in denen im
Zentrum aller Begrenzungsflächen jeweils ein Aufnahmeloch ausgebildet ist, und Verbindungsstäbe
mit geschlitzten Endabschnitten, die bei Einwärtsbiegen der beiden Schenkel mühelos
in die zugehörigen Aufnahmelöcher axial eingesteckt werden können. Anders als bei
den bekannten Verbindungsstäben bedingt das Einstecken oder Herausziehen der Verbindungsstäbe
in die oder aus den Löchern keinen den Paßsitz beeinflussenden Abrieb, da die Passung
durch das Zusammendrücken der beiden durch den axialen Querschlitz beabstandeten
Schenkel beim Einstecken und Lösen aufgehoben werden kann. Je nach Winkellage der
beispielsweise wUrfelförmigen Körper können auch schräge Verzweigungen beispielsweise
für eine Dachkonstruktion aufgebaut werden. Aufgrund des Kraftschlusses in Axialrichtung
erlaubt die erfindungsgemäße Steckverbindungsvorrichtung auch eine Uberhängende
Bauweise, wobei die Konstruktionselemente allseitig festen Halt haben.
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Der Spiel zweck wird durch die erfindungsgemäBe Steckverbindungsvorrichtung
dadurch besonders gefördert, daß die Form der mit der Steckverbindung herstellten
Gestellkonstruktion nicht durch die Ausbildung und Außenabmessung der einzelnen
Konstruktionselemente selbst, sondern von der vielfach variierbaren gegenseitigen
Anordnung der
Konstruktionselemente bestimmt wird. Dadurch wird
der Entfaltung der Phantasie des spielenden Kindes wesentlich breiterer Raum gegeben.
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Die Aufnahmelöcher in den prismatischen Körpern können als Sackbohrungen
oder bei Ausbildung der prismatischen Körper als Quader oder WUrfel ds /jeweils
zwei parallelen Begrenzungs--en flächenunlaufende durchgehende Bohrung gebildet
sein.
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Vorzugsweise ist in einem vorgegebenen Abstand von jedem stirnseitigen
Ende des Verbindungsstabes eine Ringschulter ausgebildet, die sich nach Einstecken
des Endabschnitts des Verbindungsstabes gegen die zugehörige Begrenzungsfläche des
prismatischen Körpers legt und dadurch die Einstecktiefe des Verbindungsstabes begrenzt.
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Die mit den Konstruktionselementen der Steckverbindungsvorrichtung
erreichbare Variationsmöglichkeit der Gestellkonstruktion läßt sich noch dadurch
vergrößern, daß eine Verbindungshdlse mit einem dem Durchmesser der Aufnahmelöcher
entsprechenden Innendurchmesser vorgesehen ist, in die die elastisch verformbaren
Enden von Verbindungsstäben unter axialem Kraftschluß einsetzbar sind. Derartige
VerbindungshUlsen haben den weiteren Vorteil, daß sie den Aufbau selbst komplizierter
Gestellkonstruktionen aus als Verzweigungsbasis dienenden Körpern und Verbindungsstäben
mit nur einer vorgegebenen Länge ermöglichen.
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Die Einsteckenden der Verbindungsstäbe sind vorzugsweise ebenso wie
deren Mittelbereiche mit runden Umfangsflächen versehen. In alternativer Ausbildung
sieht die Erfindung vor, daß die nach innen biegbaren Schenkel als parallele Zungen
mit wenigstens dber die Einstecktiefe etwa rechteckigem Querschnitt ausgebildet
sind und daß die maximale Querschnittsdiagonale der beiden Schenkel mit geringer
Übermaß
auf den Durchmesser der Aufnahmelöcher abgestimmt ist.
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Es empfiehlt sich, die maximalen Querschnittsabmessungen des Einsteckabschnitts
jedes Verbindungsstabs generell mit etwas Übermaß gegenüber dem Innenquerschnitt
der Aufnahmelöcher auszulegen, damit ein ausreichender axialer Kraftschluß zwischen
den ineinandergreifenden Teilen gewährleistet ist. Die Anordnung eines Querschlitzes
oder auch eines Kreuzschlitzes im Einsteckabschnitt, in den die Schenkel des Verbindungsstabes
nach innen ausweichen können, macht die bisher üblichen genauen Passungen zwischen
dem Umfang des Verbindungsstab-Einsteckabschnitts und dem Aufnahmeloch überflüssig.
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Zur Erleichterung des Zusammendrückens der beiden Schenkel des Verbindungsstabes
und damit des Herstellens und Lösens der kraftschlüssigen Verbindung ist in Weiterbildung
der Erfindung vorgesehen, daß die axiale Länge des Querschlitzes größer, beispielsweise
doppelt so groß, ist als die maximale Eindringtiefe des Verbindungsstabes in das
Aufnahmeloch.
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Der als Verzweigungsbasis dienende prismatische Körper und die Verbindungsstäbe
bestehen vorzugsweise aus Holz oder Kunststoff; die Verbindungshülse kann als Kunststoff-
oder Metallhülse ausgebildet sein..
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Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine Explosionsdarstellung
eines axial geschnittenen würfelförmigen Körpers und eines mit einem Aufnahmeloch
dieses Körpers ausgerichteten Teils eines Verbindungsstabes vor dessen Einstecken;
Fig.
2 eine Steckverbindung von zwei über eine Verbindungshülse miteinander axial verbundenen
Verbindungsstäben ; und Fig. 3 eine schematische Darstellung einer aus den in den
Figuren 1 und 2 dargestellten Konstruktionselementen aebauten Gestellkonstruktion
in Form eines mit überhängendem Dach versehenen Hauses.
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In Fig. 1 ist eine Steckverbindungsvorrichtung mit zwei Konstruktionselementen,
nämlich einem als Verzweigungsbasis dienenden Würfel 1 und einem Verbindungsstab
2, gezeigt. Aufnahmelöcher lOa, lOb, lOc, lOd, 10e sowie ein in der Schnittansicht
gemäß Fig. 1 nicht sichtbare, mit dem Aufnahmeloch 10e ausgefluchtetes weiteres
Aufnahmeloch gehen von jeder Begrenzungsfläche 11a, lib llc und lid sowie den beiden
nicht sichtbaren Flächen aus und verlaufen normal zur zugehörigen Begrenzungsfläche.
Von parallelen Begrenzungsflächen, beispielsweise lia und llc oder lib und lid ausgehende
Aufnahmelöcher sind bei dem dargestellten AusfUhrungsbeispiel paarweise als Durchgangsbohrungen
ausgebildet, deren Achse 12 durch den Würfelmittelpunkt verläuft. Am Aufnahmeende
sind alle Löcher 10 zur Erleichterung des Einsteckens mit einer den Öffnungsquerschnitt
etwas erweiternden Phase 12 versehen.
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Von dem Verbindungsstab 2 ist nur ein Endabschnitt dargestellt; der
entgegengesetzte Endabschnitt ist, wie in Fig. 2 angedeutet ist, in identischer
Weise ausgebildet.
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Der Endabschnitt des Verbindungsstabes 2 ist mit einem vom stirnseitigen
Ende 20 des Stabes ausgehenden axialen Querschlitz 21 versehen, der das Stabende
in zwei parallele und flächensymmetrische Schenkel 22 und 23 teilt. Da der Stab
2 aus elastischem Material, z.B. Holz oder Kunststoff besteht, können die Schenkel
22 und 23 unter Einfluß einer radialen Kraft in den Schlitzbereich eingebogen werden.
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Der Außenumfang der Schenkel bzw. ihr maximaler Außenquerschnitt ist
im dargestellten entspannten Zustand etwas größer als der Innenquerschnitt des Aufnahmelochs
10, so daß die Schenkel 22 und 23 nach dem Einstecken in das Aufnahmeloch 10 unter
Einfluß der elastischen Aufweitkraft an der Innenwand des Aufnahmelochs festgespannt.werden.
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Dadurch entsteht eine in Richtung der Loch- bzw. Einsteckachse 12
wirksame kraftschlüssige Verbindung zwischen dem als Verzweigungsbasis dienenden
WUrfel 1 und dem Verbindungsstab 2. Dieser Kraftschluß kann sowohl beim Einstecken
des Stabes 2 als auch bei dessen Herausziehen aus dem Aufnahmeloch 10a dadurch aufgehoben
werden, daß man beispielsweise mit Daumen und Zeigefinger auf die Umfangsflächen
der beiden Schenkel 22 und 23 drückt und die Schenkel dadurch nach innen biegt.
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Zur Begrenzung der in Fig. 2 angedeuteten Eindringtiefe t ist der
Stab 2 mit einer Ringschulter 24 versehen. Diese legt sich beim Einstecken des Stabendes
in das Aufnahmeloch 10 gegen die zugehörige Begrenzungsfläche 11, sobald die vorgesehene
Eindringtiefe erreicht ist. Der Querschlitz 21 ist wesentlich länger als der durch
die Ringschulter 24 begrenzte Einsteckabschnitt des Verbindungsstabs 2, damit die
beiden Schenkel 22 und 23 auch bei ganz eingestecktem Verbindungsstab zusammengedrückt
werden können.
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Die in der Zeichnung dargestellten Verbindungsstäbe sind Rundstäbe;
sie können jedoch auch entweder allein im Schaftteil 25 oder im Schaftteil sowie
im gegenüber dem Schaftteil abgestuften Verbindungsabschnitt als Rechteckstäbe ausgebildet
sein.
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In der Darstellung gemäß Fig. 2 sind zwei Ubereinstimmend ausgebildete
Verbindungsstäbe 2 durch eine VerbindungshUlse
3 miteinander verbunden.
Die Verbindungshülse 3 hat einen runden Innenquerschnitt, der dem Innenquerschnitt
der Aufnahmelöcher 10 identisch entspricht. Die Verbindungshülse bildet damit eine
Verzweigungsbasis für zwei stoßseitig miteinander zu verbindende Stäbe. Das Einstecken
und Lösen durch ZusammendrUcken der beiden Schenkel 22 und 23 geschieht in derselben
Weise wie beim Herstellen und Lösen der Verbindung des Stabs 2 und des Würfels 1.
Die Verbindungshülse 3 ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.
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2 als hohlzylindrische Hülse ausgebildet; sie kann jedoch in abgewandelter
AusfUhrungsform im Bereich zwischen den stirnseitigen Enden der beiden eingesteckten
Verbindungsstäbe 2 gekrUmmt ausgebildet sein, um die Stäbe unter einem Winkel, so
beispielsweise unter einem Anstellwinkel von 450 miteinander zu verbinden.
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In Fig. 3 ist eine Gestellkonstruktion schematisch dargestellt, die
mit den in Figuren 1 und 2 genauer gezeigten Konstruktionselementen 1, 2 und 3 aufgebaut
ist.
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Diese Gestellkonstruktion läßt sich durch Umstecken der Verbindungsstäbe
und Verwendung anderer Aufnahmelöcher der als Verzweigungsbasen dienenden würfelförmigen
Körper vielfach variieren. Aufgrund der kraftschlÜssigen Verbindung zwischen den
Sieben und den Würfeln sowie den VerbindungshUlsen 3 ergibt sich eine stabile und
selbst in Uberhängenden Abschnitten zuverlässig haltende Konstruktion.
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An den Verzweigungspunkten der Dachkonstruktion des Gestells gemäß
Fig. 3 können auch Dachkantprismen verwendet werden, die passende Aufnahmelöcher
in allen Begrensungsflächen haben.
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Bei Verwendung eines elastisch verformbaren Kunststoffmaterials für
den prismatischen Körper oder die Verbindungshülse kann auf axiale Querschlitze
an den Enden der Verbindungsstäbe verzichtet werden, Hierbei empfiehlt es sich jedoch,
die ungeschlitzten Verbindungsstäbe zum Einsteckende hin leicht konisch verjUngt
auszubilden.