专利名称：带有转动联接的模块化结构系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种模块化结构系统，例如用于教学目的或用作玩具，该系统包含至少两个通过一联接件来相互可释放联接的成型件，其中该联接件在其至少两不同侧设有一或多个径向伸出的凸起和沿联接方向看过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两个不同的径向方向上有不同尺寸的连续开口，较大的尺寸大于或等于通过凸起的最大径向截面，且较小的尺寸小于所述的径向截面，在开口位置的壁的厚度小于或等于联接件上的凹入部分的宽度，从而通过在开口内容纳凸起和随后的相对径向转动联接件和每一成型件而进行联接。
在本发明的模块化结构系统中，部件可仅以特定的相互取向互相推入并通过转动而实现联接。通过玩这种玩具，儿童的空间意识可在幼小的年龄得到开发。通过适配例如凸起的数目或开口的形状与尺寸结合的复杂性，该玩具可适于大多数年龄段的儿童。此外，所述的转动联接可承受相对较高的载荷，这提供了使模块化结构系统的部件更重且更大的选择。通过提供例如相对较大形式的成型件，可以在短时间内通过相互联接许多这样的成型件而得到一个比较大的结构体积。尤其是用作玩具时，这将对儿童有高度的激励作用。而且应当指出的是，就申请人知识所知，这一方面没有被其它的玩具所提供。而且所包括的成型件和联接件可采用公知的注塑技术来制造。
在第一优选实施例中，该联接件在其至少两个不同侧的每一侧上设有两或多个凸起。在第二优选实施例中有四个凸起。
在另一优选实施例中，该联接件包含至少两组一个或多个的固定于一中心部分上的凸起，其中与每一组凸起一起的凹入部分由凸起和中心部分所限定。为了产生成型件和联接件的更精确的相互联接，中心部分的横断面形状最好是与成型件的横断面形状相同。在该优选实施例的进一步发展中，每一成型件在其具有开口的壁中包含一用于容纳中心部分的至少一部分的凹处。在两个成型件的联接状态，这样使相关的联接件隐蔽而不可见。为了有利于操作，在中心部分上可设置平行于联接方向的槽，例如，用于与一工具相互作用。在另一优选实施例中，中心部分基本上为一立方体形式。因此，一组一个或多个的凸起可设置在该立方体形中心部分的所有六个侧面上。这样一个联接件可形成多种构造的结构，及更复杂的结构。在另一优选实施例中，带有开口的每一成型件的至少其中一个壁的尺寸和形式与该立方体形中心部分的壁的尺寸和形式相同。在该实施例中，立方体形联接件定义为一基本单元或基本模块。通过选取该成型件的尺寸，例如使得这些相应于基本模块的尺寸的整数倍，可以构造成类似于基本模块形状的更大的单元。
该联接件沿横向看过去最好是镜面对称的。这样具有的优点是联接件的制造更简单。此外，该镜面对称的实施例提供了构成通常镜面对称的结构的选择。
在另一实施例中，凸起组可转动地安装在中心部分上。使用一特定的工具，例如该工具可穿过该成型件上的另一开口而放入，那么凸起可被转动到所希望的位置。
开口最简单的形式是方形。更复杂的形式时，具有凸起且与开口相互作用的联接件的部件形状基本上与开口的形状互补。为了获得更好的夹紧，在另一优选实施例中，该壁沿转动方向看过去在开口的位置的壁厚至少部分地增加。
定位边最好设置在开口的外周边缘的至少一部分上。
在下一优选实施例中，提供了用于锁定部件防止进一步径向转动的装置。可取的是该装置包含相互作用的凸轮部和凹槽，该相应于凹槽的凸轮部沿联接方向看过去设置在凸起的后面，而相应于凸轮部且共同作用的凹槽设置在成型件的内侧，靠近开口在其较小尺寸的位置。
在另一优选实施例中，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-丙烯酸脂橡胶)或ABS和PA(PA=聚酰胺)的组合。ABS和ASA具有较好的耐刮擦性和较高的硬度。ABS尤其具有非常好的光学质量，这提供了供给许多不同颜色的模块化结构系统的选择，且可确保颜色的巩固度。ABS相比于ASA的优点是它更便宜。ABS和PA的组合具有较高的颜色巩固度和较高程度的磨损不敏感性。
现在将参照附图对本发明进行更详细地描述，其中
图1示出了本发明的模块化结构系统的第一实施例；
图2示出了处于联接状态的图1所示的第一实施例的不同部件；图3示出了本发明的模块化结构系统的第二实施例；图4示出了本发明的模块化结构系统的第三实施例；图5示出了本发明的模块化结构系统的第四实施例；图6示出了本发明的模块化结构系统的第五实施例；图7示出了本发明的模块化结构系统的第六实施例；图8示出了本发明的模块化结构系统的第七实施例；图9示出了本发明的模块化结构系统的第八实施例；图10示出了本发明的模块化结构系统的第九实施例；图11示出了本发明的模块化结构系统的第十实施例；图12示出了本发明的模块化结构系统的第十一实施例；以及图13示出了本发明的模块化结构系统的第十二实施例；图1示出了本发明的模块化结构系统的第一实施例。结构系统1包括一可联接到一成型件3上的联接件2。部件2设有一中心部分4，在其每一侧设有径向伸出的凸起5。一凹入部分6位于凸起5和中心部分4之间的每一侧。
部件3具有一沿至少两个不同的径向方向有不同尺寸的连续开口7。开口7在本示例中为方形的，这意味着开口7在两个不同的径向方向上有不同的尺寸。最大的尺寸在该方形的相对的对角点之间。最小的尺寸在该方形的对边之间。现在选择部件2上的凸起5之间的最大距离，使其小于开口7的两相对角点之间的距离而大于开口7的两对边之间的距离。沿联接方向A看过去，部件3的壁8的厚度小于或等于部件2的沿联接方向A看过去的凹入部分6的尺寸。
图2示出了处于联接状态的图1所示的第一实施例。通过从图1所示的位置开始，已将部件2尽可能地插入到部件3的连续开口7中进行联接。然后通过沿箭头B所示的径向方向转动部件2或部件3进行联接。部件3的壁8被夹紧在部件2的凹入部分6中。
为了防止联接部件的不希望有的彼此相对的径向转动，沿联接方向A看过去在其后侧设置具有凸轮部9的凸起5。这些凸轮部9可与部件3的邻近开口7内侧上布置的凹槽10相作用。作为另一选择，凹槽当然可设于凸起5上，而凸轮部设于部件3上。可取的选择是由可在力的作用下略弯曲的弹性材料制成。以这种方式可获得良好的夹紧联接和良好的锁定。另一可能方案包括采用两间隔开等于或大于凸起宽度的距离的突出部，从而使在联接位置时每一凸起固定在所述一对突出部之间(未示出)。
如图2所示，部件3可在部件2的每一侧联接。穿过中心件4的横截面还与穿过部件3的横截面相应，从而在联接状态部件2和3有同样的形式。
图3示出了本发明的模块化结构系统11的第二实施例。结构系统11与本发明的结构系统1很相似。相同的部件以增加了数字10的相同附图标记来表示。结构系统11和结构系统1之间的最显著的区别在于凹入部分6设有沿联接方向A的槽21。这些槽提供了使用一扳手22进行沿方向B的径向转动的选择，扳手在图4中示出且适于与槽相作用。无须说明的是可以采用能提供一个工具作用点或区域的所有技术上等效的装置来代替槽。
图4示出了本发明模块化结构系统31的第三实施例。结构系统31基本上类似于结构系统1和11。相同的部件以相对于图1中所示的附图标记增加了数字30的相同附图标记来表示。与前述实施例的最大区别是中心件34有一环形截面且设有沿联接方向A的槽23。这些槽23的结果是部件32的转动可类似地采用扳手22来进行。
图5示出了本发明模块化结构系统41的第四实施例。结构系统41是结构系统11和31的结合。相同的部件以相对于图3中所示的附图标记增加了数字30的相同附图标记来表示。结构系统41具有一中心部分44，该中心件由一个在其两侧有两个带有槽24的圆形部分的方形部段的部分组成。该方形部段的部分易于用手转动，而圆形截面和槽的部分可用扳手22来转动。部件43的壁48可以上述方式夹紧在部件42的凹入部分46内，该凹入部分通过凸起45和中心部分44的环形部分来限定。
图6示出了本发明的模块化结构系统51的第六实施例。结构系统51显示出与结构系统31的最大类似性。相同的部件以相对于图4中所示的附图标记增加了数字20的相同附图标记来表示。与前述实施例的最显著区别是联接边缘58的形状与凸起53和边缘56的接头形式互补。
图7示出了本发明的模块化结构系统的第六实施例。该第六实施例很像图6中所示的第五实施例51。第一个不同点是联接边缘的形状，用58’表示以示区别。沿转动方向看过去，在该实施例中为顺时针方向，联接边缘58’的厚度增加。通过相对于成型部分53转动联接件52，结果以增加的夹紧而联接。可取的是联接边缘58’的厚度是最大的，以便防止联接件52在最先初始联接之后从成型件53中掉出。此外邻近的联接边缘58’的厚度减小到最小，其中如上所述沿转动方向从该最小处增加。第二个不同是凸轮部59位于凸起55的后部。这些凸轮部59与咬合凹槽60相互作用而锁定联接状态。
图8A示出了模块化结构系统61的第七实施例。结构系统61类似于图1和2的结构系统1。相同的部件以增加了数字50的相同附图标记来表示。凹处69设于成型件63中在环开口67处，用于容纳一个中心部分64的至少一部分。在两成型件63的联接状态中心部分64被隐蔽而不可见。这在图8B中示出，该图示出了两联接的成型件的一部分和两者之间联接件的纵向截面图。为了实现可转动地联接，凸起65可转动地安装在中心部分64的两侧。设置一通过工具(未示出)转动凸起65的孔70。最好是设计合适的工具，以便它能插入成型件63的另一开口67之一，使得与孔70接合，从而转动凸起65，用于联接或脱开联接件62。
图9示出了本发明的模块化结构系统的第八实施例。该第八实施例类似于图7所示的第六实施例。相同的部件采用相同的附图标记来表示。不同点在于联接凸起和联接边缘，这通过加到附图标记上的强调号示出。联接边缘58’设有四个与联接件52上的凸起55’相作用的“耳朵”。联接边缘58’的形状通常与设有凸起55’的联接件52的那部分的形状互补。这些耳部都具有有利于实现联接状态的定位边58”。为此目的，凸起55＇设有倒圆形状。定位边58”可位于开口的两侧，因为圆形凸起55’可位于凸起的一侧或两侧。
图10示出了本发明的模块化结构系统的第九实施例。仅示出了联接块72。该联接块有一立方形中心部分74。多组四凸起75布置在所有六个侧面上。一凹入部分76邻接每一组凸起75。
图11示出了本发明的结构系统的第十实施例。该第十实施例类似于图8A和8B中所示的第七实施例。不同点在于圆形中心部分64’和相应的圆形凹槽69’。在成型件63上有开口70，从而使中心部分64’可在联接位置转动。可在中心部分64’上加上相关的记号，以区别打开及锁定位置。
图12示出了也落入本发明范围内的完全不同的实施例。联接件82设有径向向内的凸起85。相应的开口87位于成型件83上。和前面的实施例类似，壁88的厚度小于或等于凸起85后面的凹入部分86的尺寸。通过相对转动这些部件进行联接。凸起85不需要弹性。
最后的实施例给出实现本发明的思想的一种方式，通常可适用于前面的图1至11的实施例。一个部件可有径向向内伸出的“凸起”，沿开口97的外周边缘布置。这个开口的形状也可位于第二部件92上以与互补形式的、包含由凹入部分96所依随的凸起95的第一部件联接。就引入的定义而言，现在第一部件对应于成型件，而第二部件现在对应于联接件。该实施例在图13中示意性地示出。为了完全起见，应当指出的是本发明的模块化结构系统的部件可在一侧设有凸起，同时在另一侧设有开口，从而成为“混合”部件，其可以是联接件也可以是成型件。
虽然本发明参照示例进行了描述，其中在每种情况示出四个凸起和一个方形或形成互补的开口，但对技术人员来说很明显具有至少一个凸起的联接件和具有一个非圆开口的成型件将足够获得一个工作的实施例。该联接件最好有两个或更多的凸起。
此外，本发明的结构系统还尤其适于商店设备系统中，例如联接部件比如货架等。
当然本发明不限于所述和所示的实施例，而且还包含其所有可想到的组合、任何与上述描述和附图一致的且落入所附的权利要求范围内的其它实施例。
权利要求
1．一种模块化结构系统，例如用于教学目的或用作玩具，该系统包含至少两个通过一联接件来相互可释放联接的成型件，其中该联接件在其至少两个不同侧设有一或多个径向伸出的凸起和沿联接方向看过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两个不同的径向方向上有不同尺寸的连续开口，较大的尺寸大于或等于通过凸起的最大径向截面，且较小的尺寸小于所述径向截面，在开口的位置的壁的厚度小于或等于联接件上的凹入部分的宽度，从而通过在开口内容纳凸起和随后的彼此互相径向转动联接件和每一成型件而进行联接。
2．如权利要求1所述的模块化结构系统，其特征在于，该联接件在至少两个不同侧的每一侧上设有两个或多个凸起。
3．如前述权利要求之一所述的模块化结构系统，其特征在于，该联接件在至少两个不同侧的每一侧上设有四个凸起。
4．如前述权利要求任一所述的模块化结构系统，其特征在于，该联接件包含至少两组一个或多个的固定于中心部分上的凸起，与每一组凸起交联的凹入部分由凸起和中心部分来限定。
5．如前述权利要求任一所述的模块化结构系统，其特征在于，该联接件沿横向方向看过去为镜面对称。
6．如权利要求4或5所述的模块化结构系统，其特征在于，中心部分的横断面形状基本上与成型件的横断面形状相同。
7．如权利要求4、5或6所述的模块化结构系统，其特征在于，每一成型件在带有开口的壁上有一用于容纳中心部分的至少一部分的凹槽。
8．如权利要求4-7所述的模块化结构系统，其特征在于，在中心部分上设有平行于联接方向的槽。
9．如前述权利要求4-8任一所述的模块化结构系统，其特征在于，中心部分基本上为一立方体形状。
10．如权利要求9所述的模块化结构系统，其特征在于，在立方体的中心部分的所有六个侧面上设有一组一或多个的凸起。
11．如权利要求9或10所述的模块化结构系统，其特征在于，带有开口的每一成型件的至少一壁的形式和尺寸与立方体形中心部分的壁的形式和尺寸相同。
12．如权利要求4-11所述的模块化结构系统，其特征在于，凸起组可转动地安装在中心部分上。
13．如前述权利要求任一所述的模块化结构系统，其特征在于，该开口为方形。
14．如前述权利要求任一所述的模块化结构系统，其特征在于，该带有凸起且与开口相互作用的联接件的部件形状基本上与开口的形状互补。
15．如前述权利要求任一所述的模块化结构系统，其特征在于，该壁沿转动方向在开口的位置至少部分地增加厚度。
16．如前述权利要求任一所述的模块化结构系统，其特征在于，定位边缘设置在开口的外周边缘的至少一部分上。
17．如前述权利要求任一所述的模块化结构系统，其特征在于，提供用于锁定联接件防止进一步径向转动的装置。
18．如权利要求17所述的模块化结构系统，其特征在于，该装置包含相互作用的凸轮部和凹槽，该相应于凹槽的凸轮部设置在沿联接方向看过去凸起的后面，而相应于凸轮部共同作用的凹槽设置在成型件的内侧，靠近开口在其较小尺寸的位置。
19．如前述权利要求任一所述的模块化结构系统，其特征在于，材料包含塑料。
20．如权利要求19所述的模块化结构系统，其特征在于，该塑料包含ABS、ASA或ABS和PA的组合。
全文摘要
一种模块化结构系统,例如用于教学目的或用作玩具,该系统包含至少两个通过一联接件用来相互可释放联接的成型件,其中该联接件在其至少两不同侧设有一或多个径向伸出的凸起和沿联接方向看过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两个不同的径向方向上有不同尺寸的连续开口,较大的尺寸大于或等于通过凸起的最大径向截面,较小的尺寸小于径向截面,在开口位置的壁的厚度小于或等于联接件上的凹入部分的宽度,从而通过在开口内容纳凸起和随后的联接件和每一成型件的相对径向转动而进行联接。
文档编号F16B5/00GK1284894SQ98812918
公开日2001年2月21日 申请日期1998年11月4日 优先权日1997年11月4日
发明者G·J·德怀尔德 申请人:维尔德控股有限公司