СИСТЕМА КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Российский патент 2012 года по МПК A63H33/08 

Область техники

Изобретение относится к системе конструктивных элементов (далее для краткости называемых деталями), включающей в себя детали первого и второго типа, в частности детали игрушек, причем для разъемного соединения первой детали со второй деталью в первой детали предусмотрено первое средство соединения, а во второй детали - второе средство соединения, которые фиксируются относительно друг друга.

Уровень техники

Такая система конструктивных элементов, как известная, например, из патентного документа DE 102004024395 А1, предназначена, в частности, для игровых целей, так как при помощи системы возможно построение или конструирование структур самой разной формы и величины на основе воображения. Однако в не меньшей степени такая система деталей может использоваться для целей технического конструирования, например, при построении архитектурных моделей и аналогичных элементов.

В системе конструктивных элементов, известной, например, из патентного документа DE 102004024395 А1, предусмотрена первая деталь в форме куба или пластины либо аналогичного элемента, причем у каждой из деталей первого типа имеется по меньшей мере одно первое средство соединения в форме по существу квадратного отверстия. Для монтажа в это отверстие вводится второе средство соединения, предусмотренное у второй детали, причем вторая деталь выполнена в виде чисто соединительной детали, которая служит для соединения двух таких кубиков, или пластин, или аналогичных элементов. Это второе средство соединения состоит из одной пары или из двух пар фиксирующих защелок, расположенных напротив друг друга, которые предусмотрены на основном корпусе, имеющем форму пластины. Каждая из этих фиксирующих защелок расположена на перемычке, выступающей из основного корпуса, и отходит от нее относительно далеко в сторону. На их выступающих боковых поверхностях выполнены вводные скосы. При монтаже поверхностями вводных скосов такого соединителя нажимают на кромки четырехугольного монтажного отверстия кубика, так что перемычки, несущие фиксирующие защелки, упруго отжимаются внутрь, до тех пор пока фиксирующие защелки не зацепляются за кромки, ограничивающие четырехугольное монтажное отверстие. Сам куб выполнен в виде полого элемента, так что фиксирующие защелки без проблем фиксируются как бы во внутренней части куба.

Хотя при помощи такой соединительной системы удается достаточно прочно связывать друг с другом обе детали, однако производство соответствующих деталей оказывается относительно дорогостоящим, или требуются сложные формы для изготовления, во-первых, четырехугольного монтажного отверстия с тонкими кромками, позволяющими зацепиться за них, а также для формирования фиксирующих защелок в соединении, отходящих в стороны от пружинящего выступа. Ведь в любом случае приходится предусматривать в формах различные шиберы, чтобы иметь возможность формовать соответствующие поднутрения или выступы.

Раскрытие изобретения

Таким образом, в основе изобретения лежит задача показать такую систему конструктивных элементов, в которой связываемые друг с другом детали имеют средства соединения, изготавливаемые более просто и в то же время позволяющие получить более прочное соединение.

Для решения этой проблемы согласно изобретению предусмотрено, что в системе конструктивных элементов упомянутого в начале вида первое средство соединения представляет собой круглое отверстие в стороне детали с по меньшей мере двумя выступающими внутрь стопорными выступами в виде хорд, а второе средство соединения представляет собой кольцеобразное утолщение, выполненное на выступе на стороне детали.

Система конструктивных элементов (деталей) согласно изобретению предусматривает в качестве первого и второго соединительных средств фиксаторы с осесимметричной геометрической формой, а именно с одной стороны круглое отверстие, с другой стороны кольцеобразное утолщение. Для защелкивания, то есть для осуществления фиксации изнутри, на стороне круглого отверстия предусмотрены по меньшей мере два стопорных выступа, выступающих внутрь, которые соответствующим образом располагаются на круглом отверстии так, что получается достаточно стабильное соединение. За стопорные выступы зацепляется кольцеобразное утолщение, выполненное в другой детали. При соединении это кольцеобразное утолщение вводится в круглое отверстие и благодаря соответствующим упругим свойствам материала оно заскакивает за стопорные выступы, то есть происходит упругая деформация стопорных выступов и/или кольцеобразного утолщения, пока последнее не защелкивается в конечное положение, в котором оно полностью заходит за стопорные выступы и в котором вторая деталь на опорном участке прилегает к первой детали. Расстояние от кольцеобразного утолщения до опорного участка по существу соответствует расстоянию между нижней стороной стопорных выступов и поверхностью прилегания опорного участка первой детали либо несколько меньше, так что в соединении имеет место достаточное геометрическое и силовое замыкание.

Поскольку согласно изобретению предусматриваются только средства соединения с осевой симметрией и требуются лишь очень узкие или только совсем ненамного выступающие внутрь стопорные выступы, производство является очень простым. Ведь при изготовлении деталей, в частности, из пластмассы литейный стержень, который служит для образования отверстия, вполне можно вытаскивать, так как короткие стопорные выступы в силу мягкости и эластичности материала еще легко подвергаются незначительной упругой деформации и снова принимают свою основную форму. Какие-либо шиберы или аналогичные элементы не требуются. То же самое относится ко второй детали, которая, как и первая, также может иметь любую геометрическую форму. Благодаря осесимметричному выполнению кольцеобразного утолщения и здесь тоже не требуются никакие шиберы или аналогичные элементы литейной формы, напротив, здесь также возможна работа с простыми геометрическими формами.

Кольцеобразное утолщение в диаметре несколько меньше внутреннего диаметра цилиндрического отверстия, которое проходит внутрь первой детали на определенное расстояние вдоль ее оси. Опорный участок второй детали, так же как соответствующий ему встречный участок первой детали, которые в положении монтажа прилегают друг к другу, может иметь любую геометрическую форму, он может быть плоским, выполняться в форме перемычки и т.д., поскольку относительно конкретных геометрических характеристик связываемых деталей в конечном счете не ставится никаких условий, они могут быть любой геометрической формы. Само круглое отверстие может представлять собой цилиндрическое отверстие, однако оно может и иметь слегка выпуклое поперечное сечение, обусловленное его формой. Конкретные геометрические характеристики в области фиксируемых относительно друг друга участков, а именно кольцеобразного утолщения и стопорных выступов, таково, что имеет место - по отношению к исходным геометрическим формам в незафиксированном состоянии - определенное перекрывание, которое приводит к тому, что оба прилегающих друг к другу участка деталей упруго деформируются, чтобы достичь прочной фиксации зажимного соединения.

Как описано, предусмотрены по меньшей мере два стопорных выступа, выступающих внутрь в виде хорд, предпочтительно больше двух. Целесообразно смещение двух таких выступов относительно друг друга на 180°, трех - на 120° или четырех - на 90°, чтобы получался как бы симметричный зажим кольцеобразного утолщения в круглом отверстии.

Само кольцеобразное утолщение в первом из альтернативных вариантов осуществления изобретения может быть выполнено как сквозное фиксирующее кольцо, то есть оно непрерывно на протяжении окружности в 360°. В альтернативной форме оно может также иметь радиальные прорези, образуя отдельные участки кольцеобразного утолщения. В этом случае может иметься один шлиц, так что получатся два участка кольцеобразного утолщения, повернутые примерно на 180°, причем шлиц может использоваться, например, для введения в него поворотного инструмента, служащего для разделения фиксирующего соединения, если во второй детали предусмотрено средство соединения на каждой из двух противоположных сторон, что еще будет рассмотрено ниже. Следующий альтернативный вариант предусматривает, что обе детали фиксируются друг с другом только в одном или нескольких определенных положениях, причем кольцеобразное утолщение реализовано в виде отдельных участков кольцеобразного утолщения, положение которых выбрано в зависимости от положения фиксирующих участков. Здесь предусмотрены, например, четыре фиксирующих участка, которые расположены со смещением относительно друг друга на 90°, и также четыре участка кольцеобразного утолщения, расположенных со смещением относительно друг друга на 90°, которые фиксируются относительно друг друга в определенном взаимном положении обеих деталей, задаваемом своеобразным устройством монтажной кодировки, которое еще будет рассмотрено ниже.

Выступ, на котором выполнено фиксирующее утолщение, может быть выполнен из сплошного материала, однако он может быть и полым, например, в форме полого цилиндра. Если этот полый цилиндр еще и снабжен прорезями, как описано, то также возможно легкое подпружинивание, то есть дополнительно к упругой деформации материала возможно еще и сжимание выступа. Если выступ выполнен из сплошного материала, то достаточно, как описано, собственной упругости синтетического материала, который, естественно, выбран соответствующим образом для достижения желаемой прочности фиксации.

Особенно предпочтительный вариант усовершенствования изобретения предусматривает, что круглое отверстие в первой детали переходит в еще одно концентрическое цилиндрическое отверстие меньшего диаметра и что во второй детали предусмотрен следующий за кольцеобразным утолщением выступ, который входит в следующее отверстие и прилегает, по меньшей мере частично, к внутренней стенке отверстия. Этот выступ служит для того, чтобы направлять вторую деталь при вставлении, а также препятствовать перекашиванию, прилегая, по меньшей мере частично, ко внутренней стенке отверстия предпочтительно на довольно обширной площади. Следовательно, сила, действующая под углом к оси крепления, находит опору в выступе, прилегающем ко внутренней стенке отверстия, так что это прилегание или этот упор противодействует перекосу. Это целесообразно для стабильности конструкции, в частности конструкции с продолговатыми деталями, так как благодаря этому для разъединения двух деталей приходится прилагать значительно большую перекашивающую силу. Чем глубже отверстие и чем длиннее выступ, тем больше достигаемая при этом сопротивляемость перекосу.

Сам выступ может быть выполнен как сплошной или полый цилиндрический палец, который своей боковой поверхностью прилегает к внутренней стенке отверстия. Однако возможно также изготовление выступа в форме продолговатой перемычки или крестовины, в конечном счете для геометрической формы нет никаких ограничений, до тех пор пока обеспечивается прилегание выступа ко внутренней стенке отверстия.

Как описано, под средствами соединения подразумеваются элементы с осевой симметрией, которые в принципе допускают вращение деталей вокруг оси соединения, если не предусмотрены никакие другие средства для связывания обеих деталей друг с другом без возможности поворота. Разделение в этом случае происходит, например, путем достаточно сильного перекашивания, которое приводит к тому, что кольцеобразное утолщение выходит из своего зафиксированного положения под стопорными выступами. Возможность монтажной кодировки, допускающей сборку только в одном или нескольких специальных положениях, а также позволяющей легко осуществлять демонтаж путем поворота, предусматривается вариантом усовершенствования изобретения, в котором круглое отверстие первой детали окружено прямоугольным, предпочтительно квадратным, монтажным отверстием, ограниченным участками стенки, проходящими под углом внутрь в виде воронки, и в котором поверхность, от которой отходит несущий кольцеобразное утолщение выступ второй детали, ограничена участками стенки, расположенными в форме прямоугольной, предпочтительно квадратной, усеченной пирамиды. Таким образом, в обеих деталях выполнены наклонные площадки, которые в положении монтажа прилегают друг к другу и образуют опорный участок и участок упора. Так как речь идет о прямоугольных или квадратных стенных конструкциях, неизбежно образуется устройство монтажной кодировки, так как наклонные стенки определяют однозначное положение для фиксации. Если одна зафиксированная деталь поворачивается относительно другой, то прилегающие друг к другу наклонные поверхности стенок находят друг на друга, что ведет к аксиальному перемещению деталей относительно друг друга, которое при достаточно сильном скручивании и достаточном аксиальном движении неизбежно приводит к тому, что фиксирующее утолщение выходит из своего зацепления с первой деталью. Для достижения максимальной гибкости относительно конструкции система деталей, следовательно, включает в себя детали первого типа, которые выполнены с монтажным отверстием и без такого отверстия, а также детали второго типа, которые снабжены наклонными участками стенок, расположенными в форме усеченной пирамиды, и выполнены без таких участков, так что возможна сборка любых комбинаций. Это означает, что вторая деталь без наклонных стенных участков в форме усеченной пирамиды легко может располагаться в первой детали с монтажным отверстием, так что она имеет возможность вращения относительно первой детали, так же как и вторая деталь с косыми стенными участками, конечно, тоже может закрепляться на первой детали без монтажного отверстия, если там достаточно свободного места, причем в этом случае опять-таки имеется возможность движения поворота.

Для осуществления как можно более легкого надвигания соседних друг с другом наклонных площадок при разъединении деталей соответствующие стенные участки связаны друг с другом предпочтительно закругленными угловыми участками, при этом, однако, допустимы и угловые участки без фасок. Таким образом, в итоге создается в целом законченная геометрия каждой из деталей.

В первой детали могут быть предусмотрены два или больше первых средств соединения, расположенных со смещением друг относительно друга, это означает, что в таком случае благодаря этому имеется возможность укрепить вторую деталь в разных положениях. Первая деталь может быть выполнена, например, как прямоугольная или круглая пластина, прямоугольник, куб, пирамида, тетраэдр, октаэдр, ромбокубооктаэдр, додекаэдр, икосаэдр либо другой многогранник или многоугольник, причем средства соединения предусмотрены на разных, предпочтительно на всех сторонах или боковых поверхностях. В конечном счете, геометрическая форма детали может быть любой, в частности в случае игрушки-конструктора она может изображать также любой естественный предмет, как, например, элемент забора, стены, элемент крыши или дома и т.д. Принципиально важно, однако, что в ней предусмотрено по меньшей мере одно, предпочтительно несколько первых средств соединения.

Вторая деталь в целесообразном варианте представляет собой промежуточную часть, служащую для соединения двух первых деталей, для чего она имеет два или больше кольцеобразных утолщения, расположенных со смещением относительно друг друга. Эта деталь также может иметь любую геометрическую форму, она может быть, например, плоской, прямоугольной, иметь форму стержня, причем на каждой из двух противоположных друг другу сторон или концов второй детали расположены кольцеобразные утолщения. Однако возможно, что кольцеобразные утолщения расположены на нескольких, предпочтительно на всех сторонах детали, имеющей форму куба, прямоугольника, пирамиды, тетраэдра, октаэдра, ромбокубооктаэдра, додекаэдра или икосаэдра либо другой многогранной или многоугольной детали. Здесь кольцеобразные утолщения также могут быть предусмотрены в любых геометрически определенных положениях.

Очевидно, что на основе любых вышеназванных, однако ни в коем случае не ограничивающих, различных геометрических форм могут строиться структуры, имеющие самые разные углы или выполненные с любым образом изломанными поверхностями.

Чтобы иметь возможность относительно просто отсоединить вторую деталь, в частности, если она выполнена в форме пластины и, следовательно, сравнительно мала или тонка, и вывести из ее зацепления с первой деталью, целесообразный вариант усовершенствования изобретения предусматривает, что в области выступа деталь имеет отверстие, проходящее внутрь детали, которая, возможно, вся выполнена в виде полого изделия. Это отверстие делает возможным воздействие инструмента удлиненной формы, при помощи которого в этом случае вторая деталь путем наклона выводится из своего фиксированного положения. Вторая деталь, если она не выполнена в форме пластины или не плоская, предпочтительно выполнена как полое изделие, так что соответствующее отверстие ведет внутрь полого изделия. В случае изготовления в форме пластины предпочтительно целесообразно отверстие, проходящее насквозь.

Далее согласно изобретению предусмотрено, что под деталями подразумеваются игрушки - конструктор из пластмассы. Применяемую пластмассу следует выбирать таким образом, чтобы она обеспечивала создание фиксирующего соединения, как можно более устойчивого, но в то же время и простого, дающего возможность обходиться не слишком большими усилиями, которое позволяет соединять и снова разъединять детали даже детям.

Краткий перечень фигур чертежей

Дальнейшие преимущества, признаки и особенности изобретения следуют из описанного ниже варианта осуществления, а также основываются на чертежах.

При этом показаны:

фигура 1 - аксонометрическое изображение первой детали согласно изобретению в форме куба,

фигура 2 - вид сверху детали с фиг.1,

фигура 3 - вид сбоку детали с фиг.1,

фигура 4 - разрез детали с фиг.3 в направлении линии IV-IV,

фигура 5 - разрез детали в направлении линии V-V с фиг.2,

фигура 6 - аксонометрическое изображение второй детали согласно изобретению,

фигура 7 - вид сверху второй детали с фиг.6,

фигура 8 - вид сбоку второй детали с фиг.6,

фигура 9 - разрез в направлении линии IX-IX с фиг.8,

фигура 10 - аксонометрическое изображение соединения первой и второй деталей,

фигура 11 - вид сверху на соединение деталей из фиг.10,

фигура 12 - разрез по линии XII-XII на фиг.11,

фигура 13 - сечение по линии XIII-XIII на фиг.11,

фигура 14 - соединение детали из фиг.10 со второй деталью, несколько повернутой с целью демонтажа,

фигура 15 - разрез в направлении линии XV-XV на фиг.14,

фигура 16 - две первые детали, соединенные друг с другом при помощи второй детали, которая несколько повернута с целью демонтажа,

фигура 17 - еще один пример структуры, соединенной из нескольких деталей первого и второго типа,

фигура 18 - разрез в направлении линии XVIII-XVIII на фиг.17,

фигура 19 - аксонометрическое изображение следующего варианта исполнения первой детали согласно изобретению и следующего варианта исполнения второй детали согласно изобретению,

фигура 20 - разрез в направлении линии XX-XX с фиг.19,

фигура 21 - увеличенный фрагмент соединительного средства во второй детали,

фигура 22 - аксонометрическое изображение еще одного примера монтажа нескольких деталей первого и второго типа,

фигура 23 - вид сбоку конфигурации с фиг.22,

фигура 24 - аксонометрическое изображение применяемого инструмента, служащего для разъединения двух зафиксированных деталей, и

фигура 25 - разрез конструкции с фиг.24.

Осуществление изобретения

На фиг.1 показана первая деталь 1 согласно изобретению в форме куба. Она выполнена, за исключением соответствующих средств соединения, по существу как полое изделие. На каждой из ее шести сторон находится одно первое средство 2 соединения, состоящее из круглого отверстия 3 (см. также последующие фиг.2-5) с четырьмя - в показанном варианте осуществления - выступающими внутрь выступами 4 в виде хорд, которые локально несколько уменьшают диаметр отверстия 3. Это отчетливо видно на разрезе согласно фиг.4, на которой показан разрез двух из всех, в данном случае четырех, стопорных выступов 4, расположенных под углом 90° друг к другу. Разрез плоскостью, повернутой на 45°, представлен на фиг.5. Здесь видно, что отверстие 3 в целом по существу цилиндрическое и сужается только в местах стопорных выступов 4.

Как видно, в частности, на разрезах согласно фиг.4 и 5, круглое отверстие 3 переходит в следующее цилиндрическое отверстие 5, которое, в зависимости от варианта осуществления фиксируемой второй детали, служит для направления и препятствия перекосу после того, как в него входит предусмотренный во второй детали выступ, прилегающий к внутренней стенке отверстия, что еще будет рассмотрено ниже в отношении фиг.19-21.

Каждое отверстие 3 окружено монтажным отверстием 6, которое в свою очередь ограничено четырьмя участками 7 стенки, расположенными в виде прямоугольника или в данном случае квадрата и проходящими под углом внутрь в форме воронки, которые связаны соответственно друг с другом закругленными угловыми участками 8. Эти участки 7 стенки служат в качестве упоров для защелкивающейся второй детали, если она имеет участки стенок соответствующей формы. Благодаря этому зафиксированное положение закрепляется. Если вторая деталь не имеет таких прилегающих наклонных участков стенки, то в качестве упора для зафиксированной, в этом случае с возможностью вращения, второй детали служит верхняя сторона 9, которая ограничивает круглое отверстие 3.

Каждый из участков 7 стенки, образующих воронкообразную форму, переходит на наружной стороне в одну из боковых поверхностей 11 соответствующих участков кубика, которые в свою очередь сходятся в соответствующие ребра 10 кубика. Боковые поверхности 11 служат поверхностями прилегания для соответствующих боковых поверхностей 11 другой первой детали 1, зафиксированной при помощи второй детали, что еще будет рассмотрено ниже.

В остальном первая деталь 1 представляет собой по существу открытую, полую деталь, каждое из круглых отверстий 3 продолжается в полой внутренней части, то есть между двумя отверстиями 3, находящимися напротив друг друга, смещенными на 180°, имеется полностью свободный проход, см., в частности, сечения по фиг.4 и 5.

На фиг.2 показана вторая деталь 12 согласно изобретению, которая здесь выполнена как промежуточное звено 13 и имеет основной корпус 14 в форме пластины, на плоских сторонах которой, противоположных друг другу, предусмотрены два вторых средства 15 соединения. Каждое средство 15 соединения включает в себя кольцеобразное утолщение 16, которое сформировано на относительно коротком выступе 17, отходящем от соответствующей поверхности основного корпуса 14. Выступы в целом, вместе с кольцеобразными утолщениями, полые, см. фиг.9. Каждое кольцеобразное утолщение 16 несколько увеличивает наружный диаметр выступа 17 и образует, если смотреть по направлению к основному корпусу 14, как бы фиксирующий участок, то есть оно в данном случае выполнено в виде сплошного фиксирующего кольца, за которое, в кольцеобразном пазе, образованном переходом к основному корпусу 14, зацепляются уже описанные стопорные участки 4 первой детали, что еще будет рассмотрено ниже.

Сам основной корпус в форме пластины здесь также выполнен четырехугольным, это означает, что его форма соответствует форме монтажного отверстия 6 первой детали 1. Он также имеет здесь участки 18 стенки, стоящие под углом и расположенные в форме усеченной пирамиды, которые соединены друг с другом закругленными угловыми участками 19. Участки 18 стенок образуют опорный участок, которым вторая деталь прилегает к месту ее упора на первой детали, образованному воронкообразными участками 7 стенки монтажного отверстия 6.

На фиг.10-13 показаны обе детали 1 и 12 в их зафиксированном относительно друг друга положении монтажа. Для укрепления вторая деталь 12 с кольцеобразным утолщением 16 вдвигается в круглое отверстие 3. Наружный диаметр кольцеобразного утолщения 16 несколько больше, чем уменьшенный стопорными выступами 4 внутренний диаметр круглого отверстия 3, так что кольцеобразное утолщение прилегает к четырем симметрично расположенным стопорным выступам 4. Если теперь вторую деталь крепко прижать к первой, то происходит упругая деформация стопорных выступов 4, имеющих на их верхней стороне вводные скосы, а также кольцеобразного утолщения 16, имеющего небольшую фаску. Оно будет проходить мимо стопорных выступов 4, до тех пор пока оно, см. разрез согласно фиг.12, не зайдет за стопорные выступы. Образуется прилегание с силовым замыканием, поскольку геометрические характеристики стопорных выступов 4 и кольцеобразного утолщения 16 выбраны такими, что в недеформированном состоянии они бы несколько перекрывались. Благодаря свойствам используемых материалов, из которых изготовлены первые и вторые детали, а именно соответствующей пластмассы, имеет место определенная эластичность, которая делает возможной деформацию.

При защелкивании кольцеобразного утолщения 16 за стопорными выступами 4 происходит также плоскостное прилегание участков 18 стенки к участкам 7 стенки монтажного отверстия 6, то есть плоские стенные участки непосредственно прилегают друг к другу. Это ограничивает вдвигающее движение, после взаимодействия средств соединения 2 и 15 вторая деталь 12 прочно зафиксирована в первой детали 1 в осевом направлении.

Фиксация происходит только в области стопорных выступов 4, как видно из разреза согласно фиг.13. Очевидно, что утолщение 16 прилегает к внутренней стенке круглого отверстия 3, в крайнем случае несколько касаясь ее, но это не приводит там к фиксирующему наложению.

Чтобы имелась возможность снова разъединять это фиксирующее соединение, допустимо, например, воздействие на полый выступ 17 при помощи тонкого инструмента типа штифта или аналогичного и выталкивание второй детали 12 из фиксирующего зацепления. Простая возможность разъединения состоит также в поворачивании второй детали 12 относительно первой детали 1. Если исходя из зафиксированного положения, как представленное на фиг.10, в котором все участки 18 стенок и угловые участки 19 плоско прилегают к соответствующим участкам 7 стенок и к угловым участкам 8 первой детали, повернуть вторую деталь относительно первой детали 1, то участки 18 стенок и угловые участки 19 находят на участки 7 стенок и угловые участки 8 первой детали, следовательно, происходит движение обеих деталей 1 и 12 относительно друг друга в осевом направлении, которое направлено против направления введения. Как демонстрируют фиг.14 и разрез согласно фиг.15, в слегка повернутом положении участки 7 и 18 стенок расположены на удалении друг от друга, и кольцеобразное утолщение 16 неизбежно выдвигается в осевом направлении из круглого отверстия 3 и тем самым также выводится из фиксирующего зацепления со стопорными выступами 4.

Разумеется, как видно на фиг.16, есть возможность прикрепить ко второму средству соединения 15 второй детали 12 следующую первую деталь 1, на фиг.16 это показано в виде примера. Если теперь взяться за обе детали 1 первого типа и поворачивать их относительно друг друга вокруг продольной оси, то вторая деталь 12 неизбежно останется в одной из деталей 1, поворачиваясь вместе с одной первой деталью относительно другой первой детали, так что это приводит к разъединению.

На фиг.17 и 18 показан пример возможной структуры, которая здесь состоит из в общей сложности четырех деталей 1 первого типа, связанных друг с другом в каждом случае при помощи соответствующих промежуточных деталей 12, причем в той детали 1, которая находится в угловом положении, дальнейшая вторая деталь 12 вставлена с верхней стороны. Видно, что боковые поверхности 11 двух деталей 1 первого типа, связанных между собой второй деталью 12, прилегают друг к другу плоскостями. Вторая деталь 12 в положении монтажа не заметна, она полностью заключена между обеими деталями 1.

Само собой разумеется, что структуры, показанные на фиг.17 и 18, - по сути лишь образцы. Разумеется, возможно составление из показанных деталей 1 и 12 самых разных геометрических форм и структур. Кроме того, геометрические характеристики ни первой детали 1, ни второй детали 12 не ограничиваются показанными вариантами осуществления. Так, возможно выполнение первой детали 1, например, и в виде вытянутого прямоугольника либо пластины или аналогичных форм, точно так же и вторая деталь 12, например, может быть выполнена в виде многогранника - например в форме куба, или в форме пирамиды, или в форме ромбокубооктаэдра и т.д., причем в этом случае уже на всех соответствующих сторонах предпочтительно предусмотрены средства соединения 15 второго типа. Благодаря этому возможно конструирование также любых других углов, отличных от 90°. Кроме того, вторая деталь, если она выполнена в форме пластины, необязательно должна иметь второе средство соединения 15 на обеих сторонах. Допустимо также предусматривать второе средство соединения 15 только на одной стороне и выполнять другую сторону плоской - например для того, чтобы закрыть монтажные отверстия 6 соседних первых деталей 1, и, конечно, такая вторая деталь может быть также выполнена, например, в виде вытянутой шины, которая одновременно перекрывает несколько монтажных отверстий, и т.д. Однако общим для всех деталей, независимо от того, как они выполнены, является то, что первая деталь всегда имеет по меньшей мере одно первое средство соединения 2 с круглым отверстием 3 и выдающимися внутрь него стопорными выступами 4, а любая вторая деталь имеет второе средство 15 соединения с кольцеобразным утолщением 16, находящимся на выступе 17.

Далее фиг.19-21 демонстрируют лишь примерно дальнейший вариант осуществления первой и второй деталей. Первая деталь 1 выполнена здесь в форме детали, крестообразной в плане, например в форме монтажной лапы. На ее верхней стороне предусмотрены четыре средства 2 соединения первого типа, каждое из которых включает в себя круглое отверстие 3 с направленными внутрь стопорными выступами 4, подобными хордам, которых здесь предусмотрены предположительно также по четыре штуки на каждое средство 2 соединения. В свою очередь круглое отверстие переходит в цилиндрическое отверстие 5 меньшего диаметра. Это означает, что каждое средство 2 соединения соответствует тому, как оно представлялось в ранее описанном варианте исполнения.

Вторая деталь 12 выполнена здесь в виде удлиненного стержня, на конце которого выполнено второе средство 15 соединения, такое же может быть предусмотрено и на другом конце. Теперь стержень вводится вторым средством 15 соединения вперед, в круглое отверстие 2, при достаточном нажиме это приводит к тому, что стопорные выступы 4, а также кольцеобразное утолщение 16, наружный диаметр которого больше расстояния между двумя противоположными друг другу стопорными выступами 4, слегка деформируются, до тех пор пока кольцеобразное утолщение 16 не зайдет за стопорные выступы 4 и не зафиксируется там. В качестве упора над выступом 17 выполнены одна или несколько поверхностей 20 прилегания, которые в фиксируемом монтажном положении прилегают к образующей упор поверхности 9 кромки, проходящей вокруг круглого отверстия 3, и таким образом ограничивают движение внутрь.

Кроме того, во второй детали 12 предусмотрен выдающийся вниз выступ 21, например, в форме крестовины 22. Длина перемычек крестовины рассчитана так, что своими наружными сторонами они прилегают к внутренней стенке отверстия 5. Этим обеспечивается, с одной стороны, наличие определенной направляющей поверхности при вставлении, и, с другой стороны, эта плоскостная конструкция противодействует перекосу. Таким образом, при перекашивании приходится не только выводить кольцеобразное утолщение 16 из его зацепления за стопорными выступами 4, но и преодолевать сопротивление перекосу, которое создает перемычкам крестовины внутренняя стенка отверстия. Вместо крестовины 22, разумеется, может предусматриваться также полый или сплошной цилиндрический выступ, который в этом случае полностью прилегает своей наружной поверхностью ко внутренней стенке отверстия.

На фиг.22 и 23 показан еще один пример монтажа различных деталей 1, 12 первого и второго типа. Вторая деталь 12 выполнена здесь как четырехугольная рама 23, на каждом из углов которой сформировано второе средство 15 соединения, включающее в себя соответствующее кольцеобразное утолщение 16, причем выступ 17 отходит от слегка выступающего основного корпуса 14 в форме пластины, служащего для монтажной кодировки. Вместо рамы вторая деталь 12 могла бы выполняться также в виде пластины. На некоторые из этих средств соединения в качестве примеров насажены первые детали 1 в форме кубиков, оснащенных уже описанным образом средствами соединения первого типа, включающими в себя круглое отверстие 3 и выдающиеся внутрь стопорные выступы 4. На один или на оба кубика - первые детали - показанных в правом нижнем углу, надевается не показанная здесь вторая деталь, как это изображено на фиг.6-9, так что возможно прикрепление третьей детали-кубика. На укрепленной в левом нижнем углу первой детали 1 в виде кубика, как и на соседней от него справа первой детали 1, прикреплены вторые детали 12, например, разной длины. Допустимо было бы также выполнение второй детали, показанной здесь как четырехугольная рама, в виде первой детали, у которой вместо вторых средств соединения с кольцеобразным утолщением 16 предусмотрены первые средства соединения, с отверстием 3 и стопорными выступами 4, и в которую тогда вставлялась бы вторая деталь, например, в форме промежуточного звена в соответствии с фиг.6-9 или в форме стержня в соответствии с фиг.19-21, на которой в этом случае укреплялась бы в свою очередь первая деталь.

Варианты исполнения деталей первого и второго типа, показанные на фиг.19-23, также представляют собой лишь примеры. Больше того, детали могут иметь любые формы, они могут также изображать конкретные предметы, в частности, если под первыми и вторыми деталями подразумеваются части игрушки. Так, например, деталь может быть выполнена как часть здания, как стена, участок крыши или что-то похожее, равным образом деталь может быть выполнена также, например, в виде элемента забора и т.д. Здесь нет никаких ограничений для выбора конкретной геометрии, до тех пор пока в связываемых друг с другом первых и вторых деталях согласно изобретению предусматриваются средства соединения определенной формы. Первые и вторые детали, показанные в различных вариантах осуществления, могут также любым образом комбинироваться друг с другом, т.е. первая деталь в форме кубика легко может фиксироваться со второй деталью в форме стержня или детали забора и т.д., так же как и первая деталь в форме монтажной лапы - со второй деталью в форме соединительного элемента, с обеих сторон выполненного в виде второй детали. В принципе, все детали первого и второго типа, выполненные любым образом, имеют все средства соединения согласно изобретению, которые позволяют комбинировать их любым образом. Варианты осуществления ни в коем случае не являются исчерпывающими.

Наконец, на фиг.24 и 25 показан инструмент 24 с рукояткой 25, от которой отходит продолговатый стержень 26, на нижнем конце которого находится цапфа 27, служащая для разъединения двух фиксируемых деталей 1, 12. Для этого цапфа вставляется в отверстие второй детали 12, показанной на фиг.25. Для разъединения ее нужно наклонить, вследствие чего вторая деталь 12 также перекашивается, и кольцеобразное утолщение 16 высвобождается из фиксирующего зацепления за стопорные выступы 4.

Изобретение относится к системе конструктивных элементов. Система элементов игрушки-конструктора включает в себя детали первого типа и второго типа, причем для разъемного соединения первой детали со второй деталью в первой детали предусмотрено первое средство соединения, а во второй детали - второе средство соединения, которые фиксируются относительно друг друга, причем первое средство (2) соединения представляет собой круглое отверстие (3) на стороне детали с, по меньшей мере, двумя выступающими внутрь стопорными выступами (4) в виде хорд, а второе средство (15) соединения представляет собой кольцеобразное утолщение (16), выполненное на расположенном на стороне детали выступе (17), причем круглое отверстие (3) переходит в следующее за ним концентрическое цилиндрическое отверстие (5) меньшего диаметра. Технический результат заключается в повышении прочности сцепления конструктивных элементов. 15 з.п. ф-лы, 25 ил.

1. Система элементов игрушки-конструктора, включающая в себя детали первого типа и второго типа, причем для разъемного соединения первой детали со второй деталью в первой детали предусмотрено первое средство соединения, а во второй детали - второе средство соединения, которые фиксируются относительно друг друга, причем первое средство (2) соединения представляет собой круглое отверстие (3) на стороне детали с, по меньшей мере, двумя выступающими внутрь стопорными выступами (4) в виде хорд, а второе средство (15) соединения представляет собой кольцеобразное утолщение (16), выполненное на расположенном на стороне детали выступе (17), причем круглое отверстие (3) переходит в следующее за ним концентрическое цилиндрическое отверстие (5) меньшего диаметра.

2. Система элементов по п.1, отличающаяся тем, что предусмотрены два стопорных выступа (4), смещенные на 180°, или три стопорных выступа (4), смещенные на 120°, или четыре стопорных выступа (4), смещенные на 90° относительно друг друга.

3. Система элементов по п.1, отличающаяся тем, что кольцеобразное утолщение (16) выполнено в виде непрерывного фиксирующего кольца.

4. Система элементов по п.1, отличающаяся тем, что кольцеобразное утолщение (16) снабжено радиальными прорезями для образования отдельных участков кольцеобразного утолщения.

5. Система элементов по п.1, отличающаяся тем, что обе детали (1, 12) фиксируются относительно друг друга только в одном или нескольких определенных положениях, причем кольцеобразное утолщение (16) выполнено в виде отдельных участков кольцеобразного утолщения, положение которых выбирается в зависимости от положения стопорных участков.

6. Система элементов по п.1, отличающаяся тем, что выступ (17) выполнен из сплошного материала или является полым.

7. Система элементов по одному из пп.1-6, отличающаяся тем, что предусмотрен следующий за кольцеобразным утолщением (16) выступ (21), который входит в концентрическое отверстие (5) и, по меньшей мере, частично прилегает к внутренней стенке этого отверстия.

8. Система элементов по п.7, отличающаяся тем, что выступ (21) выполнен в виде сплошного или полого цилиндрического пальца, или как продолговатая перемычка, или как крестовина (22).

9. Система элементов по п.1, отличающаяся тем, что отверстие (3) первой детали (1) окружено прямоугольным, предпочтительно квадратным монтажным отверстием (6), ограниченным участками (7) стенки, проходящими под углом внутрь в виде воронки, и что поверхность, от которой отходит несущий кольцеобразное утолщение (16) выступ (17) второй детали (12), ограничена участками (18) стенки, расположенными в форме прямоугольной, предпочтительно квадратной, усеченной пирамиды.

10. Система элементов по п.9, отличающаяся тем, что участки (7, 18) стенок связаны друг с другом предпочтительно закругленными угловыми участками (8, 19).

11. Система элементов по п.1, отличающаяся тем, что первая деталь (1) имеет два или больше первых средства (2) соединения, расположенных со смещением относительно друг друга.

12. Система элементов по п.11, отличающаяся тем, что первая деталь (1) выполнена в виде прямоугольной или круглой пластины, прямоугольника, куба, пирамиды, тетраэдра, октаэдра, ромбокубооктаэдра, додекаэдра, икосаэдра либо другого многогранника или многоугольника, причем средства (2) соединения предусмотрены на разных, предпочтительно на всех сторонах.

13. Система элементов по одному из пп.1-6, 8-12, отличающаяся тем, что вторая деталь (12) представляет собой промежуточную деталь, служащую для соединения двух первых деталей и имеющую два или больше кольцеобразных утолщения (16), расположенных со смещением относительно друг друга.

14. Система элементов по п.13, отличающаяся тем, что кольцеобразные утолщения (16) на второй детали (12), имеющей форму пластины, стержня или прямоугольника, расположены на противоположных друг другу сторонах или концах второй детали (12), или что кольцеобразные утолщения (16) расположены на нескольких, предпочтительно на всех сторонах второй детали (12), имеющей форму куба, прямоугольника, пирамиды, тетраэдра, октаэдра, ромбокубооктаэдра, додекаэдра или икосаэдра либо другой многогранной или многоугольной детали.

15. Система элементов по п.14, отличающаяся тем, что вторая деталь (12) имеет в области выступа (17) отверстие, проходящее внутрь детали (12), которая вся выполняется в виде полого изделия.

16. Система элементов по одному из пп.1-6, 8-12, 14-15, отличающаяся тем, что детали (1, 12) представляют собой детали игрушки из пластмассы.