Строительный элемент Советский патент 1986 года по МПК A63H33/08 

2.Элемент по п. , отличащийся тем, что электропроводяие участки соединительных цапф одого ряда располо7 ень по угловой секии вокруг продольных осей соединительных цапф другого ряда, п)ричем гол охвата лежит в пределах от

90 до 270°.

3.Элемент по п. 1, отличающийся тем, что угловые секции электропроводящих участков одного ряда соединительных цанф повернуты под углом 180 по отношению к угловым секциям электропроводящих участков другого ряда соединительных цапф.

4.Элемент по п. , отличающийся тем, что электропрово- дящие участки угловых секций соединительных цапф имеют прямоугольные вырезы, примыкающие к торцам соединительных цапф.

5.Элемент по п. 1, отличающийся тем, что электропроводящие участки торцовых стенок короба имеют прямоугольные вырезы, примыкающие к кромке торцовых стенок.

6.Элемент по п. 1, отличающийся тем, что соединительные цапфы выполнены полыми, а электропроводящие участки расположены на внешней, внутренней и торцовой поверхностях.

7.Элемент по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что элек- . тропроводящие участки, расположенные, внутри короба, выполнены изогнутыми или в виде контактных пальцев,

8.Элемент по п, 1, отличающийся тем, что электропроводящие участки соединительных цапф и электропроводящие участки внутри короба электрически и механически жестко соединены между собой.

9. Элемент по п.

отличающийся тем, что соединительные цапфы из изолирующего материала выполнены полыми с вырезом в части стенки, а в полость каждой соединительной цапфы вставлена гильзообразная металлическая часть, имеющая участок меньщего радиуса, прилегающий к внутренней поверхности стенки, а также участок большего радиуса, находящийся в вырезанной части стенки.

10. Элемент по п. 3, отличающийся тем, что гильзообразные металлические части одного ряда соединительных цапф механически и электрически жестко соединены с общей угловой шиной, отогнутая сторона которой образует контактный орган для ряда соединительных цацф.

1. СТРОИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ в виде короба, дно которого с внешней стороны снабжено рядами соединительных цапф, внутри короба на дне размещены органы зажимного действия, а внутри короба и на поверхностях соединительных цапф предусмотрены электропроводящие участки, от л ичаюшийся тем, что, с целью обеспечения безопасности при использовании, соединительные цапфы одного ряда имеют одинаковые электропроводящие и электроизолирующие участки, причем электропроводящие участки цапф соединены с соответствующими электропроводящими участками внутри короба, а органы зажимного действия имеют по меньшей мере одну размещенную в продольном направлении боковой стенки пластину, на коi торой размещены электропроводящие участки. СО в

Изобретение относится к строительным элементам и может быть использовано для строительных моделей типа Конструктор.

Цель изобретения - обеспечение безопасности при использовании.

На фиг. 1 показана верхняя сторона строительного элемента по первому варианту с двумя рядами, содержащими по шесть соединительных цапф боковые поверхности которых являются частично электропроводящими, вид сверху, на фиг. 2 - нижняя: сторона строительного элемента; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 контактное устройство строительного элемента по первому варианту, вид сверху, на фиг. 5 - верхняя сторона

строительного элемента по второму арианту, вид сверху; на фиг. 6 нижняя сторона строительного элемента, вид сверху; на фиг. 7 - контактное устройство строительного элемента по второму варианту, вид сверху; на фиг. 8 - соединение двух строительных элементов по первому варианту; на фиг. 9 - то же, по

второму варианту, на фиг. 10 верхняя сторона строительного элемента по третьему варианту, вид сверху} на фиг. 11 - то же, нижняя сторона; на фиг. 12 - верхняя сторона части строительного элемента по первому варианту, изометрия; на фиг. 13 - то же, нижняя сторона; на фиг. 14 - строительный элемент

3

tiu четисрчому варианту с 11ронги1Я1цимн участками боковых поверхностей его соединительных цапф, вид сверху, на фиг. 15 - нижняя сторона строительного элемента по четвертому варианту, вид сверху; на фиг, 16 - разрез Б-Б на фиг. 15; на фиг. 17 - контактное устройство строительного элемента по четвертому вариантуJ на фиг. 18-29 - строительные элементы с двумя рядами соединительных цапф (на фиг. ISa29я показано прямолинейное соединение двух аналогичных строительных элементов} на фиг, 185т-29 - соединение под прямым углом одного строительного элемента с другим аналогичньп и строительным элементом); на фиг, 30 - верхняя сторона строительного элемента по первому варианту, соединительные цапфы которого выполнены дополнительно в виде контактных втулок, изометрия; на фиг, 31 и 32 - верхняя сторона пластинчатых строительных элементов с несколькими рядами соединительных цапф, изометрия( на фиг. 33 - коробчатый строительный элемент с четырьмя соединительными цапфами, в котором возможно размещение электронных и/или электрических деталей, изометрия; на фиг, 34 - кубообразный строительный элемент с соединительными цапфами, расположенными на двух примыкающих друг к другу поверхностях, изометрияJ на фиг,33строительный элемент, снабженньгй двумя соединительными цапфами и гне дами, изометрия} на фиг, 36 - коробчатый строительный элемент с соответствующей соединительной трубкой и контактными полосами, в котором возможно размещение электронных и/ /или электрических деталей, изометрия} на фиг. 37 - строительный элемент пластинчатого типа с прерванными контакт1Л 1ми полосами, изометрияj на фиг, 38 - кубообразный строительный элемент, снабженный на одной поверхности соединительными цапфами а на примыкающей к ней поверхности соответствующей соединительной трубкой и контактными полосами, изометрия.

Игрушечный строительный элемент (фиг, 1-3) представляет собой коробчатый пустотелый корпус 1 из электроизолирующей пластмассы с торцо69 7 334

выми стенками 2, боковыми стенками 3 и стенкой 4 днищевой, расположенной вертикально по отношению к торцовым и боковым стенкам. Строи5 тельный элемент снабжен на наружной стороне стенки 4 днища цилиндрическими соединительными цапфами 5. Внутри пустотелого корпуса 1 выполнены соответствующие соединительные 10 органы зажимного действия, состоящие из выступающих из стенки 4 днища пустотелого корпуса 1 цилиндрических трубок 6.

Такой строительный элемент имеет 5 два ряда, содержащие по шесть соединительных цапф 5, попарно расположенных друг возле друга, а также пять соответствующих соединительных трубок 6. При соединении двух 20 строительных элементов (фиг. 1-3) или соответствующих элементов различной длины друг с другом соединительные цапфы 5 одного строительного элемента зажимаются в перекры25 вающихся частях обоих строительных . элементов соответственно между двумя соединительными трубками 6 и одной боковой стенкой 3 или между одной соединительной трубкой 6, одной бо30 ковой стенкой 3 и одной торцовой стенкой 2.

Боковые поверхности соединительных цапф 5 строительного элемента (фиг, 1-3) имеют электропроводящий 5 участок в виде металлического слоя 7 (на фиг. 1 и 3 проводящие слои показаны жирными сплощными линиями, а на фиг. 2 - жирными щтриховыми линиями, так как они скрыты), 0 Проводящие слои 7 покрывают соединительные цапфы 5 не по всей окружности, а только по угловой секции, причем значение угла лежит в пределах 90-270°. Кроме того, предполага5 емая плоскость разъема между частью с проводящим слоем 7 и остальной изолирующей частью 8 каждой соединительной цапфы 5 образует по отношению к боковым стенкам 3 угол, равный 0 приблизительно 45 . Благодаря такому размещению проводящего слоя 7 из четырёх плоскостей, прилегающих параллельно по отношению к торцовым 2 и боковым 3 стенкам к каждой соеди5 нительной цапфе 5 и проходящих вертикально относительно друг друга одна над другой, две плоскости прилегают к проводящему слою 7, а две S плоскости - к изолирующей части 8 соединительной цапфы 5. Все угловые секции проводящих слоев 7 установле ны одинаково, причем угловые секции одного ряда соединительных цапф повернуты на 180 по отношению к уг-т ловым секциям другого ряда, Проводящие слои 7 образуют вместе с изолируюпщми частями 8 гладку цилиндрическую боковую поверхность, поэтому соединительные цапфы 5 по форме и размерам соответствуют полностью изолирующим соединительным цапфам аналогичных строительных эле ментов. Кроме того, внутри пустотелого корпуса расположена вдоль каждой из боковых стенок .3 электропроводящая металлическая ленточная контактная полоса 9 (на фиг. 2 и 3 контактные -ПОЛОСЫ 9 показаны жирными сплошными линиями, а на фиг. 1 .- жи ными штриховыми линиями, так как он скрыты). . Каждый продольный ряд соединительных цапф 5 имеет соответствующую контактную полосу 9, которая электрически контактирует со всеми проводящими слоями 7 соединительных цапф 5 этого ряда. Толщина боковых стенок 3, включая прилегающую контактную полосу, равна толщине нормальных полностью изолирующих боковых стенок аналогичных строительных элементов (фиг. 3). Пример изготовления и расположения проводящих слоев 7 и контактных nojjoc 9 изображен на фиг. 4. Проводящие слои 7 изготовлены из изогнутых листовых элементов, электрически и механически жестко соединенных с соответствующей ленточной контактной полосой 9. Проводящие слои 7 и . контактная полоса 9 выполнены как одно целое таким образом, что лента из листового металла, ширина которой равна высоте строительного элемента , включая соединительные цапфы 5, надрезается в соответствующих местах до ширины, соответствующей высоте соединительных цапф 5 (фиг. и надрезанные участки выгибаются (фиг. 4) и устанавливаются со ступенчатым смещением по отношению к оставшейся части ленты из листовог металла (фиг. 3). Эту операцию мож но выполнить штампованием. Узел (фиг, 4), включающий проводящие сл 3 контактную полосу 9, можно встав7 и лять в заранее изготовленный пустотелый корпус 1 из пластмассы через соответствующие щелеобразные отверстин в стенке 4 днища. При насаживании двух аналогичных строительных элементов (фиг. 1-3) один на другой и при соединении этих строительных элеме 1тов либо с полным, либо с частичным перекрытием в продольном направлении проводяшзие слои 7 одного ряда соединительных цапф 5 одного строительного элемента вступают в электрический контакт с контактной полосой 9 другого строительного элемента. Первый строительный элемент 10 соединяется с вторым строительным элементом 11 вертикально путем насаживания Первого элемента на второй элемент в направлении стрелки 12 (фиг, 8). При этом в процессе электрического контакта участвуют проводящие слои-7 и 7 соединительных цапф 5 строительного элемента 11 и контактные полосы 9 и 9 строительного элемента 10 (в перекрывающихся участках строительных элементов 10 и 11 соединительные цапфы 5 изображены просвечиваюшлми. При этом контактная полоса 9 строительного элемента 10 вступает в электрический контакт с проводяшлм слоем 7 одной из соединительных цапф 5 ряда 13 строительного элемента 11, но не вступает в электрический контакт с проводящим слоем 7 одной из соединительных цапф 5 ряда 14, Это относится также к контактной полосе 9 строительного элемента 10, которая вступает ,в электрический контакт исключительно с проводящим слоем / одной из сое динительных цапф 5 ряда 14 строительного элемента 11. Таким обра- зом, оба ряда электрически соединенных друг с другом посредством контактной полосы соединительных цапф строительных элементов 10 и 11 остаются электрически изолированными один от другого независимо от того, каким образом строительный элемент 10 соединен со строительным элементом 11, и наоборот. Следовательно, возможно установление электрического контакта путем соединения отдельных строительных элементов без опасности короткого замыка ния.

Игрушечный строительный элемент (фнг. 5 и 6) представляет собой коробчатый пустотелый корпус 1 с торцовыми стенками 2, боковыми стенками 3 и стенкой 4 дниша. Строительный элемент фиг.. 5) снабжен только одним рядом цилиндрических соединительных цапф 5. Внутри пустотелого корпуса 1 (фиг. 6) на стенке 4 днип1а в качестве соединительного органа размещены цилиндрические цапфы 15. Проводивши участок части боковой поверхности каждой соединительной цапфы 5 образован таким образом, что каждая соединительная цапфа 5 состоит из металлической части 16 и выполненной в стенке 4 днища изолирующей части 17, Причем части 16 и 17 прилегают одна к другой вдоль диаметральной плоскости, накопленной по отношению к боковым стенкам 3 под углом 45 ,образуя проводящую на 180 и изолирующую на 180° боковую поверхность соединительной цапфы 5. Металлические части 16 проходят через стенку 4 днища (фиг. 6) и соединены, например, пайкой с прилегающей к стенке 4 стороной 18 металлической угловой шины 19. Другая сторона 20 угловой шины 19 образует контактную полосу, распространяющуюся вдоль одной из боковых стенок 3.

Контактный орган состоит из угловой шины 19 со сторонами 18 и 20 а также из закрепленных на стороне 18 металлических частей 16 соединительных цапф (фиг. 7).

В отличие от строительного эле-мента по первому варианту строительный элемент по второму варианту (фиг. 5 и б) позволяет устанавливат только однополюсное электрическое соединение, а также устанавливать электрическое соединение с другим строительным элементом, имеющим такие же контактные устройства. Кроме того, этот строительный элемент можно комбинировать со строительным элементом, выполненным, например, из изолирующей пластмассы. При помощи такого строительного элемента также можно достигнуть коммутационного действия (фиг. 9),

Первый строительный элемент 21 (фиг. 9) соединяется с вторым строительным элементом 22 вертикально, насаживанием первого элемента из

69733«

второй по стрелке 23 (фиг. 1 и 2, соединение по фиг. 8).При этом контактная полоса 20 строительного элемента 21 вступает в электричесс кий контакт с металлической частью 16 соединительной цапфы 5 строительного элемента 22, на который насажен строительный элемент 21. Таким образом, между проводящими ча)0 стями 16 соединительных цапф 5 и, соответственно, между контактными полосами 20 обоих строительных элементов имеется электрическое соединение. Если насаженный строительный

,5 элемент 21 поворачивается на 90° по часовой стрелке или строительный элемент 22 поворачивается на 90 против часовой стрелки, контактная полоса 20 строительного элемента

2Q 21 прилегает к изолирующей части 17 соединительной цапфы 5 строительного элемента 22, что не создает электрического контакта.

Пустотелый корпус игрушечного

25 строительного элемента Гфиг. 10 и 11 ) отличается от пустотелого корпуса строительного элемента (фиг.1 и 2) тем, что внутри него выполнены на внутренней поверхности стенки

2Q 4 днища и на торцовых стенках 2 в качестве соединительных органов для двух рядов соединительных цапф две параллельные продольные стенки 24.

Контактные органы (фиг. 4 и 7 можно использовать для строительных элементов, показанных на фиг. 1 и 2, на фиг. 5 и 6, а также на фиг. 10 и 12.

Упругие боковые стенки строительного элемента обеспечивают автоматический контактный прижим, однако предусмотрено выполнение также пружинящих контактных полос. На фиг. 12 и

13 изображены верхняя и нижняя стороны строительного элемента, проводящие поверхности 7 соединительных цапф 5 и, соответственно, контактные полосы 9 которого выполнены, пружинящими. Для этого проводящие поверхности соединительных цапф 5 выполнены в виде пальцев 25 по всей высоте соединительных цапф (фиг. 12), а конта.ктные полосы 9 - в виде пальцев 26 по

всей высоте боковых стенок 3 (фиг.13), С помощью этих проводящих поверхностей достигается пружинящее контактирование. Строительный элемент (фиг, 14-16) представляет собой коробчатый пустотелый корпус 1 из электроизолирующей пластмассы с торцовыми стенками 2 (показана только одна такая стенка) боковыми стенками 3, стенкой 4 днища, расположенной вертикально по отношению к торцовым и боковым стенкам, и с двумя рядами цилиндрических соединительных цапф 5. Внутри пустотелого корпуса 1 выполнены соединительные органы, состоящие из цилиндрических трубок 6 зажимного действия, Соединитель.ные цапфы 5 из электроизолирующего материала имеют электропроводящий участок 27 боковой поверхности, ограниненныр угловой сек цией Ы , при этом 110J() . Все электропроводящее участки 27 расположены на соединенных цапфах 5. Кроме того, внутри пустотелого корпуса 1 строительного элемента выпол нена контактная полоса 28, расположенная вдоль одной из боковьк стено 3 и электрически соединенная с элек тропроводящими участками 27 соединительных цапф 5. Данный строительный элемент состоит из двух частей: пустотелого пластмассового корпуса 1 (фиг,15 и 16) и металлической части 29 (фиг. 17), которая вставлена впустотелый корпус 1. Соединительные цапфы 5 вьтолнень полыми и с прорезями 30 в боковых поверхностях. Еоковые стенки 3 снабжены на внутренней поверхности узкими выемками 31. Контактное устройство 29 (фиг, 17 изготовленное путем глубокой вытяжки, штампования и отгибания из листового элемента, например листа из латуни или нейзильбера, состоит (в .соответствии с числом соединительны цапф одного ряда) из нескольких полых цилиндрических контактных: элементов 32, общей контактной щины 33 и соединительных элементов 34 между контактными элементами 32 и контактной шиной 33. Контактные элементы 32 имеют полый цилиндрический участок 35 с меньшим радиусом и полый цилиндрический участок 36 с большим радиусом. Первый участок 35 предназначен для контакта с внутренней поверхностью полой цилиндрической цапфы 5 (фиг.15 и 16), а второй участок 36 - для 3310 образования электропроводящего участка 27 боковой поверхности. На верхней стороне рсонтактного элемента 32 выполнен фланцевый борт 37 для контакта с обеими полыми соединительными цапфами 5. Контактная шина 33 снабжена отверстиями 38 и щелями 39. Лепестки 40 упрочняют соединительные элементы 34, прочность которых понижена щелями 39. Строительный элемент (фиг. 14-16) представляет собой пустотелый корпус 1 из пластмассы, причем внутренние стороны торцов соединительных цапф имеют выстул: 41 в виде усеченного конуса или же в виде цилиндра (фиг, 15 штрихпунктир). Наружный диаметр выступа 41 меньше диаметра отверстия фланцевого борта 37 контактного элемента 32 (фиг. 17). В полость корпуса 1 вставляется контактное устройство 29, причем соединительные трубки 6 держат его на смежной боковой стенке 3, Выступы 41 нагреваются, расширяются в радиальном направлении и удерживают после охлаждения контактное устройство 29, При соединении двух аналогичных строительных элементов контактная шина 33, снабженная прорезями 38 и щелями 39, вставляется в выемки 31 боковой стенки 3, что обеспечивает надежный контакт с проводящими участками соединительных цапф 5 строительного элемента. Выемка 42 в торцовой стенке 2 служит для облегчения разъединения двух строительных элементов, воткнутых один в другой на одном уровне. Кон- тактное устройство (фиг. 17) выполняется в виде длинной ленты с большим числом контактных элементов 32. От этой ленты отделяются участки с желаемым для любого строительного элемента числом контактных элементов 32. На фиг. 18, 20, 22, 24, 26 и 28 изображены контактные полосы, расположенные вдоль обеих боковых стенок пустотелого корпуса, а на фиг. 19, 21, 23, 25, 27 и 29 - контактные полосы строительных элементов, расположенные с обеих сторон средней линии пустотелого корпуса. На фиг, 18а-29а изображены по два I соединенных в продольном направлении строительных элемента, а на фиг. 18В11

29 - два соединенных вертикально строительных элемента одинакового типа.

На фиг. 21-29 изображены контактные устройства, выполненные в виде многократно изогнутых контактньп5 полос.

На фиг. 30 изображен игрушечный строительных элемент, подобный строительному элементу на фиг. 1, изометрия.

Каждая соединительная цапфа 5 строительного элемента имеет не толь ко проводящую наружную поверхность 7, но и центральное отверстие, которое имеет в пределах угловой секции проводящей наружной поверхности 7 проводящую поверхность 43, электрически соединенную через торец соединительной цапфы 5 с проводящей наружной поверхностью 7. Поэтому проводящая часть соединительной цапфы 5 состоит из металлической детали, аналогичной металлической части 16 соединительной цапфы строительного элемента на фиг. 5 и 6. В отвер стие соединительной цапфы 5 можно ввести штеккер в целях подвода электрического тока в строительный элемент или отвода электрического тока из строительного элемента.

Контактные устройства указанного типа можно применять также для пластинчатых строительных элементов с больщим числом рядов соединительных цапф в целях подвода или отвода электрического тока. На фиг. 31 изоб ражен в качестве примера строительный элемент такого типа, имеющий два ряда 44 и 45, снабженных проводящими поверхностями 7 соединительных цапф, причем оба ряда отделены один от другого рядом 46 полностью изолирующих соединительных цапф 47. .Строительный элемент (фиг..32) имеет два расположенных друг возле друга ряда 48 и 49 соединительных цапф, причем только крайние соединительные цапфы каждого ряда снабжены проводящей поверхностью 7. Для строительных элементов (фиг. 31 и 32) проводящие поверхности 7 соединительных цапф каждого ряда 44, 45, 48 и 49 соединены электрически друг с другом,например, посредством расположенных на полой нижней стороне строительных элементов контактных полос.

6973312

Коробчатьи: строительный элемент (фиг. 33) предназначен для размещения в нем электронной и/или электрической детали. Для двухполюсного 5 электроснабжения этой детали верхняя сторона строительного элемента снабжена четырьмя соединительными цапфами 5, имеющими проводящие 7 боковых поверхностей. Причем 10 проводящие части 7 соединительных

О

цапф одного ряда повернуты на 180 по отнощению к проводящим частям 7 соединительных цапф другого ряда (фиг. 1). Проводящие боковые поверх5 ности соединительных цапф каждого ряда соединены с элементами, установленными внутри строительного элемента и служащими для присоединения размещаемой детали. Подвод то20 ка осуществляется при помощи строительного элемента с двумя контактными полосами (фиг. 1 и 2), который насаживается на соединительные цапфы. При этом предотвращается роткое замыкание. Строительный эле мент (фиг. 34) снабжен соединительными цапфами 5, выполненными частично с проводящими боковыми поверхностями 7. Благодаря этому электро30 снабжение размещаемой в строительном элементе детали можно осуществлять по выбору от двух -проводящих вертикально одна относительно другой плоскостей. Возможно также

35 продолжение токовводов при одновременном питании упомянутой детали. СтроительньпЧ элемент (фиг. 35) является универсальным элементом для строительных моделей.. Он имеет на

40 торцовой стороне две соединительные цапфы 5, снабженные проводящими частями 7 боковых поверхностей повернутыми одна относительно другой на 180 . Нижняя торцовая сторона

45 строительного элемента (не показана) содержит две контактные полосы, каждая из которых соединена с проводящей частью 7 боковой поверхности одной из соединительных цапф 5,

50 так что несколько строительных элементов можно насаживать друг на друга, причем одновременно можно устанавливать двухполюсные соединения, устойчивые при коротких замыканиях,

55 Элемент снабжен дополнительно двумя отверстиями 50 с проводящими внутренними поверхностями, причем проводящая внутренняя поверхность каждого отверстия соединена с одной из обеих контактных полос, В отверстие 50 можно ввести штеккеры для присоединения игрушечной лампы или т.п. Верхняя сторона коробчатого строительного элемента (фиг. 33 и 36) имеет в углублении соответству ющую соединительную трубку 6 и две контактные полосы. Такой строитель ный элемент служит также для разме щения в нем электронной или электрической детали, двухполюсное элек Фиг. 2 12697 5 . 10 33-14 троснабжение которой осуществляется через контактные полосы 9, а именно через снабженные проводящими частями боковых поверхностей соединительные цапфы насаженного строительного элемента. Контактная полоса 9 строительного элемента (фиг, 37) имеет просвет 51. К обоим отделенным друг от друга участкам этой контактной полосы можно подключать выключатель, встроенный в тот же элемент.

8 20 J6

17

Фиг.

i/

фиг.З

. W

Фмг. //

Фиг. /2

7 5 9

2

2

фиг- tSa

Фиг. fScf

ОО 7

ОО

/

,

jo о о

оо со о. о о о

о о

о о

фиг,. 20а

п а

п п а п

D п D D

П а

Фиг. гон

Ф(г. 7S

п п п

п п п а

D

а D а п

фиг. 2/сг

риг.22ег

а п

О О

оооо а D D

ОСЮЮ

D п п

а п

о о

фиг 21

фиъ 22

Фиг. Z3a

ОО

снхх

оо

фиг. 23S

р(/г.(

ОО

ОО

00

СО

.

00

00

. 25

фиг. 26S

. 2Scf

О О

OrQrQrQ

ОООО00

. 23

фиг. J/

. 32

5

Ф1/г. J6

51

Риг.37

Фиг. 38