專利名稱：帶有轉動聯(lián)接的模塊化結構系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種模塊化結構系統(tǒng)，例如用于教學目的或用作玩具，該系統(tǒng)包含至少兩個通過一聯(lián)接件來相互可釋放聯(lián)接的成型件，其中該聯(lián)接件在其至少兩不同側設有一或多個徑向伸出的凸起和沿聯(lián)接方向看過去位于凸起之后的一凹入部分，其中每一成型件在其至少一壁上有一在至少兩個不同的徑向方向上有不同尺寸的連續(xù)開口，較大的尺寸大于或等于通過凸起的最大徑向截面，且較小的尺寸小于所述的徑向截面，在開口位置的壁的厚度小于或等于聯(lián)接件上的凹入部分的寬度，從而通過在開口內(nèi)容納凸起和隨后的相對徑向轉動聯(lián)接件和每一成型件而進行聯(lián)接。
在本發(fā)明的模塊化結構系統(tǒng)中，部件可僅以特定的相互取向互相推入并通過轉動而實現(xiàn)聯(lián)接。通過玩這種玩具，兒童的空間意識可在幼小的年齡得到開發(fā)。通過適配例如凸起的數(shù)目或開口的形狀與尺寸結合的復雜性，該玩具可適于大多數(shù)年齡段的兒童。此外，所述的轉動聯(lián)接可承受相對較高的載荷，這提供了使模塊化結構系統(tǒng)的部件更重且更大的選擇。通過提供例如相對較大形式的成型件，可以在短時間內(nèi)通過相互聯(lián)接許多這樣的成型件而得到一個比較大的結構體積。尤其是用作玩具時，這將對兒童有高度的激勵作用。而且應當指出的是，就申請人知識所知，這一方面沒有被其它的玩具所提供。而且所包括的成型件和聯(lián)接件可采用公知的注塑技術來制造。
在第一優(yōu)選實施例中，該聯(lián)接件在其至少兩個不同側的每一側上設有兩或多個凸起。在第二優(yōu)選實施例中有四個凸起。
在另一優(yōu)選實施例中，該聯(lián)接件包含至少兩組一個或多個的固定于一中心部分上的凸起，其中與每一組凸起一起的凹入部分由凸起和中心部分所限定。為了產(chǎn)生成型件和聯(lián)接件的更精確的相互聯(lián)接，中心部分的橫斷面形狀最好是與成型件的橫斷面形狀相同。在該優(yōu)選實施例的進一步發(fā)展中，每一成型件在其具有開口的壁中包含一用于容納中心部分的至少一部分的凹處。在兩個成型件的聯(lián)接狀態(tài)，這樣使相關的聯(lián)接件隱蔽而不可見。為了有利于操作，在中心部分上可設置平行于聯(lián)接方向的槽，例如，用于與一工具相互作用。在另一優(yōu)選實施例中，中心部分基本上為一立方體形式。因此，一組一個或多個的凸起可設置在該立方體形中心部分的所有六個側面上。這樣一個聯(lián)接件可形成多種構造的結構，及更復雜的結構。在另一優(yōu)選實施例中，帶有開口的每一成型件的至少其中一個壁的尺寸和形式與該立方體形中心部分的壁的尺寸和形式相同。在該實施例中，立方體形聯(lián)接件定義為一基本單元或基本模塊。通過選取該成型件的尺寸，例如使得這些相應于基本模塊的尺寸的整數(shù)倍，可以構造成類似于基本模塊形狀的更大的單元。
該聯(lián)接件沿橫向看過去最好是鏡面對稱的。這樣具有的優(yōu)點是聯(lián)接件的制造更簡單。此外，該鏡面對稱的實施例提供了構成通常鏡面對稱的結構的選擇。
在另一實施例中，凸起組可轉動地安裝在中心部分上。使用一特定的工具，例如該工具可穿過該成型件上的另一開口而放入，那么凸起可被轉動到所希望的位置。
開口最簡單的形式是方形。更復雜的形式時，具有凸起且與開口相互作用的聯(lián)接件的部件形狀基本上與開口的形狀互補。為了獲得更好的夾緊，在另一優(yōu)選實施例中，該壁沿轉動方向看過去在開口的位置的壁厚至少部分地增加。
定位邊最好設置在開口的外周邊緣的至少一部分上。
在下一優(yōu)選實施例中，提供了用于鎖定部件防止進一步徑向轉動的裝置。可取的是該裝置包含相互作用的凸輪部和凹槽，該相應于凹槽的凸輪部沿聯(lián)接方向看過去設置在凸起的后面，而相應于凸輪部且共同作用的凹槽設置在成型件的內(nèi)側，靠近開口在其較小尺寸的位置。
在另一優(yōu)選實施例中，材料包含塑料，可取的是ABS(ABS=丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)，ASA(ASA=丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸脂橡膠)或ABS和PA(PA=聚酰胺)的組合。ABS和ASA具有較好的耐刮擦性和較高的硬度。ABS尤其具有非常好的光學質(zhì)量，這提供了供給許多不同顏色的模塊化結構系統(tǒng)的選擇，且可確保顏色的鞏固度。ABS相比于ASA的優(yōu)點是它更便宜。ABS和PA的組合具有較高的顏色鞏固度和較高程度的磨損不敏感性。
現(xiàn)在將參照附圖對本發(fā)明進行更詳細地描述，其中

圖1示出了本發(fā)明的模塊化結構系統(tǒng)的第一實施例；
圖2示出了處于聯(lián)接狀態(tài)的圖1所示的第一實施例的不同部件；圖3示出了本發(fā)明的模塊化結構系統(tǒng)的第二實施例；圖4示出了本發(fā)明的模塊化結構系統(tǒng)的第三實施例；圖5示出了本發(fā)明的模塊化結構系統(tǒng)的第四實施例；圖6示出了本發(fā)明的模塊化結構系統(tǒng)的第五實施例；圖7示出了本發(fā)明的模塊化結構系統(tǒng)的第六實施例；圖8示出了本發(fā)明的模塊化結構系統(tǒng)的第七實施例；圖9示出了本發(fā)明的模塊化結構系統(tǒng)的第八實施例；圖10示出了本發(fā)明的模塊化結構系統(tǒng)的第九實施例；圖11示出了本發(fā)明的模塊化結構系統(tǒng)的第十實施例；圖12示出了本發(fā)明的模塊化結構系統(tǒng)的第十一實施例；以及圖13示出了本發(fā)明的模塊化結構系統(tǒng)的第十二實施例；圖1示出了本發(fā)明的模塊化結構系統(tǒng)的第一實施例。結構系統(tǒng)1包括一可聯(lián)接到一成型件3上的聯(lián)接件2。部件2設有一中心部分4，在其每一側設有徑向伸出的凸起5。一凹入部分6位于凸起5和中心部分4之間的每一側。
部件3具有一沿至少兩個不同的徑向方向有不同尺寸的連續(xù)開口7。開口7在本示例中為方形的，這意味著開口7在兩個不同的徑向方向上有不同的尺寸。最大的尺寸在該方形的相對的對角點之間。最小的尺寸在該方形的對邊之間?，F(xiàn)在選擇部件2上的凸起5之間的最大距離，使其小于開口7的兩相對角點之間的距離而大于開口7的兩對邊之間的距離。沿聯(lián)接方向A看過去，部件3的壁8的厚度小于或等于部件2的沿聯(lián)接方向A看過去的凹入部分6的尺寸。
圖2示出了處于聯(lián)接狀態(tài)的圖1所示的第一實施例。通過從圖1所示的位置開始，已將部件2盡可能地插入到部件3的連續(xù)開口7中進行聯(lián)接。然后通過沿箭頭B所示的徑向方向轉動部件2或部件3進行聯(lián)接。部件3的壁8被夾緊在部件2的凹入部分6中。
為了防止聯(lián)接部件的不希望有的彼此相對的徑向轉動，沿聯(lián)接方向A看過去在其后側設置具有凸輪部9的凸起5。這些凸輪部9可與部件3的鄰近開口7內(nèi)側上布置的凹槽10相作用。作為另一選擇，凹槽當然可設于凸起5上，而凸輪部設于部件3上?？扇〉倪x擇是由可在力的作用下略彎曲的彈性材料制成。以這種方式可獲得良好的夾緊聯(lián)接和良好的鎖定。另一可能方案包括采用兩間隔開等于或大于凸起寬度的距離的突出部，從而使在聯(lián)接位置時每一凸起固定在所述一對突出部之間(未示出)。
如圖2所示，部件3可在部件2的每一側聯(lián)接。穿過中心件4的橫截面還與穿過部件3的橫截面相應，從而在聯(lián)接狀態(tài)部件2和3有同樣的形式。
圖3示出了本發(fā)明的模塊化結構系統(tǒng)11的第二實施例。結構系統(tǒng)11與本發(fā)明的結構系統(tǒng)1很相似。相同的部件以增加了數(shù)字10的相同附圖標記來表示。結構系統(tǒng)11和結構系統(tǒng)1之間的最顯著的區(qū)別在于凹入部分6設有沿聯(lián)接方向A的槽21。這些槽提供了使用一扳手22進行沿方向B的徑向轉動的選擇，扳手在圖4中示出且適于與槽相作用。無須說明的是可以采用能提供一個工具作用點或區(qū)域的所有技術上等效的裝置來代替槽。
圖4示出了本發(fā)明模塊化結構系統(tǒng)31的第三實施例。結構系統(tǒng)31基本上類似于結構系統(tǒng)1和11。相同的部件以相對于圖1中所示的附圖標記增加了數(shù)字30的相同附圖標記來表示。與前述實施例的最大區(qū)別是中心件34有一環(huán)形截面且設有沿聯(lián)接方向A的槽23。這些槽23的結果是部件32的轉動可類似地采用扳手22來進行。
圖5示出了本發(fā)明模塊化結構系統(tǒng)41的第四實施例。結構系統(tǒng)41是結構系統(tǒng)11和31的結合。相同的部件以相對于圖3中所示的附圖標記增加了數(shù)字30的相同附圖標記來表示。結構系統(tǒng)41具有一中心部分44，該中心件由一個在其兩側有兩個帶有槽24的圓形部分的方形部段的部分組成。該方形部段的部分易于用手轉動，而圓形截面和槽的部分可用扳手22來轉動。部件43的壁48可以上述方式夾緊在部件42的凹入部分46內(nèi)，該凹入部分通過凸起45和中心部分44的環(huán)形部分來限定。
圖6示出了本發(fā)明的模塊化結構系統(tǒng)51的第六實施例。結構系統(tǒng)51顯示出與結構系統(tǒng)31的最大類似性。相同的部件以相對于圖4中所示的附圖標記增加了數(shù)字20的相同附圖標記來表示。與前述實施例的最顯著區(qū)別是聯(lián)接邊緣58的形狀與凸起53和邊緣56的接頭形式互補。
圖7示出了本發(fā)明的模塊化結構系統(tǒng)的第六實施例。該第六實施例很像圖6中所示的第五實施例51。第一個不同點是聯(lián)接邊緣的形狀，用58’表示以示區(qū)別。沿轉動方向看過去，在該實施例中為順時針方向，聯(lián)接邊緣58’的厚度增加。通過相對于成型部分53轉動聯(lián)接件52，結果以增加的夾緊而聯(lián)接?？扇〉氖锹?lián)接邊緣58’的厚度是最大的，以便防止聯(lián)接件52在最先初始聯(lián)接之后從成型件53中掉出。此外鄰近的聯(lián)接邊緣58’的厚度減小到最小，其中如上所述沿轉動方向從該最小處增加。第二個不同是凸輪部59位于凸起55的后部。這些凸輪部59與咬合凹槽60相互作用而鎖定聯(lián)接狀態(tài)。
圖8A示出了模塊化結構系統(tǒng)61的第七實施例。結構系統(tǒng)61類似于圖1和2的結構系統(tǒng)1。相同的部件以增加了數(shù)字50的相同附圖標記來表示。凹處69設于成型件63中在環(huán)開口67處，用于容納一個中心部分64的至少一部分。在兩成型件63的聯(lián)接狀態(tài)中心部分64被隱蔽而不可見。這在圖8B中示出，該圖示出了兩聯(lián)接的成型件的一部分和兩者之間聯(lián)接件的縱向截面圖。為了實現(xiàn)可轉動地聯(lián)接，凸起65可轉動地安裝在中心部分64的兩側。設置一通過工具(未示出)轉動凸起65的孔70。最好是設計合適的工具，以便它能插入成型件63的另一開口67之一，使得與孔70接合，從而轉動凸起65，用于聯(lián)接或脫開聯(lián)接件62。
圖9示出了本發(fā)明的模塊化結構系統(tǒng)的第八實施例。該第八實施例類似于圖7所示的第六實施例。相同的部件采用相同的附圖標記來表示。不同點在于聯(lián)接凸起和聯(lián)接邊緣，這通過加到附圖標記上的強調(diào)號示出。聯(lián)接邊緣58’設有四個與聯(lián)接件52上的凸起55’相作用的“耳朵”。聯(lián)接邊緣58’的形狀通常與設有凸起55’的聯(lián)接件52的那部分的形狀互補。這些耳部都具有有利于實現(xiàn)聯(lián)接狀態(tài)的定位邊58”。為此目的，凸起55＇設有倒圓形狀。定位邊58”可位于開口的兩側，因為圓形凸起55’可位于凸起的一側或兩側。
圖10示出了本發(fā)明的模塊化結構系統(tǒng)的第九實施例。僅示出了聯(lián)接塊72。該聯(lián)接塊有一立方形中心部分74。多組四凸起75布置在所有六個側面上。一凹入部分76鄰接每一組凸起75。
圖11示出了本發(fā)明的結構系統(tǒng)的第十實施例。該第十實施例類似于圖8A和8B中所示的第七實施例。不同點在于圓形中心部分64’和相應的圓形凹槽69’。在成型件63上有開口70，從而使中心部分64’可在聯(lián)接位置轉動?？稍谥行牟糠?4’上加上相關的記號，以區(qū)別打開及鎖定位置。
圖12示出了也落入本發(fā)明范圍內(nèi)的完全不同的實施例。聯(lián)接件82設有徑向向內(nèi)的凸起85。相應的開口87位于成型件83上。和前面的實施例類似，壁88的厚度小于或等于凸起85后面的凹入部分86的尺寸。通過相對轉動這些部件進行聯(lián)接。凸起85不需要彈性。
最后的實施例給出實現(xiàn)本發(fā)明的思想的一種方式，通常可適用于前面的圖1至11的實施例。一個部件可有徑向向內(nèi)伸出的“凸起”，沿開口97的外周邊緣布置。這個開口的形狀也可位于第二部件92上以與互補形式的、包含由凹入部分96所依隨的凸起95的第一部件聯(lián)接。就引入的定義而言，現(xiàn)在第一部件對應于成型件，而第二部件現(xiàn)在對應于聯(lián)接件。該實施例在圖13中示意性地示出。為了完全起見，應當指出的是本發(fā)明的模塊化結構系統(tǒng)的部件可在一側設有凸起，同時在另一側設有開口，從而成為“混合”部件，其可以是聯(lián)接件也可以是成型件。
雖然本發(fā)明參照示例進行了描述，其中在每種情況示出四個凸起和一個方形或形成互補的開口，但對技術人員來說很明顯具有至少一個凸起的聯(lián)接件和具有一個非圓開口的成型件將足夠獲得一個工作的實施例。該聯(lián)接件最好有兩個或更多的凸起。
此外，本發(fā)明的結構系統(tǒng)還尤其適于商店設備系統(tǒng)中，例如聯(lián)接部件比如貨架等。
當然本發(fā)明不限于所述和所示的實施例，而且還包含其所有可想到的組合、任何與上述描述和附圖一致的且落入所附的權利要求范圍內(nèi)的其它實施例。
權利要求
1．一種模塊化結構系統(tǒng)，例如用于教學目的或用作玩具，該系統(tǒng)包含至少兩個通過一聯(lián)接件來相互可釋放聯(lián)接的成型件，其中該聯(lián)接件在其至少兩個不同側設有一或多個徑向伸出的凸起和沿聯(lián)接方向看過去位于凸起之后的一凹入部分，其中每一成型件在其至少一壁上有一在至少兩個不同的徑向方向上有不同尺寸的連續(xù)開口，較大的尺寸大于或等于通過凸起的最大徑向截面，且較小的尺寸小于所述徑向截面，在開口的位置的壁的厚度小于或等于聯(lián)接件上的凹入部分的寬度，從而通過在開口內(nèi)容納凸起和隨后的彼此互相徑向轉動聯(lián)接件和每一成型件而進行聯(lián)接。
2．如權利要求1所述的模塊化結構系統(tǒng)，其特征在于，該聯(lián)接件在至少兩個不同側的每一側上設有兩個或多個凸起。
3．如前述權利要求之一所述的模塊化結構系統(tǒng)，其特征在于，該聯(lián)接件在至少兩個不同側的每一側上設有四個凸起。
4．如前述權利要求任一所述的模塊化結構系統(tǒng)，其特征在于，該聯(lián)接件包含至少兩組一個或多個的固定于中心部分上的凸起，與每一組凸起交聯(lián)的凹入部分由凸起和中心部分來限定。
5．如前述權利要求任一所述的模塊化結構系統(tǒng)，其特征在于，該聯(lián)接件沿橫向方向看過去為鏡面對稱。
6．如權利要求4或5所述的模塊化結構系統(tǒng)，其特征在于，中心部分的橫斷面形狀基本上與成型件的橫斷面形狀相同。
7．如權利要求4、5或6所述的模塊化結構系統(tǒng)，其特征在于，每一成型件在帶有開口的壁上有一用于容納中心部分的至少一部分的凹槽。
8．如權利要求4-7所述的模塊化結構系統(tǒng)，其特征在于，在中心部分上設有平行于聯(lián)接方向的槽。
9．如前述權利要求4-8任一所述的模塊化結構系統(tǒng)，其特征在于，中心部分基本上為一立方體形狀。
10．如權利要求9所述的模塊化結構系統(tǒng)，其特征在于，在立方體的中心部分的所有六個側面上設有一組一或多個的凸起。
11．如權利要求9或10所述的模塊化結構系統(tǒng)，其特征在于，帶有開口的每一成型件的至少一壁的形式和尺寸與立方體形中心部分的壁的形式和尺寸相同。
12．如權利要求4-11所述的模塊化結構系統(tǒng)，其特征在于，凸起組可轉動地安裝在中心部分上。
13．如前述權利要求任一所述的模塊化結構系統(tǒng)，其特征在于，該開口為方形。
14．如前述權利要求任一所述的模塊化結構系統(tǒng)，其特征在于，該帶有凸起且與開口相互作用的聯(lián)接件的部件形狀基本上與開口的形狀互補。
15．如前述權利要求任一所述的模塊化結構系統(tǒng)，其特征在于，該壁沿轉動方向在開口的位置至少部分地增加厚度。
16．如前述權利要求任一所述的模塊化結構系統(tǒng)，其特征在于，定位邊緣設置在開口的外周邊緣的至少一部分上。
17．如前述權利要求任一所述的模塊化結構系統(tǒng)，其特征在于，提供用于鎖定聯(lián)接件防止進一步徑向轉動的裝置。
18．如權利要求17所述的模塊化結構系統(tǒng)，其特征在于，該裝置包含相互作用的凸輪部和凹槽，該相應于凹槽的凸輪部設置在沿聯(lián)接方向看過去凸起的后面，而相應于凸輪部共同作用的凹槽設置在成型件的內(nèi)側，靠近開口在其較小尺寸的位置。
19．如前述權利要求任一所述的模塊化結構系統(tǒng)，其特征在于，材料包含塑料。
20．如權利要求19所述的模塊化結構系統(tǒng)，其特征在于，該塑料包含ABS、ASA或ABS和PA的組合。
全文摘要
一種模塊化結構系統(tǒng),例如用于教學目的或用作玩具,該系統(tǒng)包含至少兩個通過一聯(lián)接件用來相互可釋放聯(lián)接的成型件,其中該聯(lián)接件在其至少兩不同側設有一或多個徑向伸出的凸起和沿聯(lián)接方向看過去位于凸起之后的凹入部分,其中每一成型件在其至少一壁上有一在至少兩個不同的徑向方向上有不同尺寸的連續(xù)開口,較大的尺寸大于或等于通過凸起的最大徑向截面,較小的尺寸小于徑向截面,在開口位置的壁的厚度小于或等于聯(lián)接件上的凹入部分的寬度,從而通過在開口內(nèi)容納凸起和隨后的聯(lián)接件和每一成型件的相對徑向轉動而進行聯(lián)接。
文檔編號F16B5/00GK1284894SQ98812918
公開日2001年2月21日 申請日期1998年11月4日 優(yōu)先權日1997年11月4日
發(fā)明者G·J·德懷爾德 申請人:維爾德控股有限公司