узел соединения объемных полнотелых деталей игрушечного конструктора

Формула изобретения

1. Узел соединения объемных полнотелых деталей игрушечного конструктора, образованный соединяемыми деталями и соединительным элементом, отличающийся тем, что соединяемые детали выполнены полнотелыми и объемными с одинаковыми сквозными отверстиями круглого сечения, расположенными в центрах сопрягаемых деталей продольными осями перпендикулярно сопрягаемым плоскостям, а соединительный элемент выполнен состоящим из одной стержневой детали, одной концевой вилочной детали и одной концевой розеточной детали, при этом стержневая деталь выполнена трубчатой круглого сечения с явно выраженными и соосными большей верхней частью и меньшей нижней частью, радиус внешней поверхности которой в плоскости ее поперечного сечения меньше радиуса внешней поверхности в плоскости поперечного сечения верхней части на толщину стенки стержневой детали, стенка верхней части которой выполнена с m продольными продолговатыми вырезами, где m - положительное целое число, образующими верхнюю часть стержневой детали, состоящей из m лепестков, на внутренней поверхности каждого из которых вдоль его открытого края выполнен примыкающий к торцу лепестка выступ сегментообразного сечения, а на внешней поверхности нижней части стержневой детали в месте ее примыкания к верхней части выполнена кольцевая выемка с сечением, аналогичным сечению выступа на внутренней поверхности лепестков верхней части стержневой детали, концевая вилочная деталь выполнена состоящей из трубчатого фрагмента круглого сечения, аналогичного сечению верхней части стержневой детали, с соосно примыкающей всей плоскостью к одной из его торцевых сторон плоской полнотелой пластиной круглой формы, выполненного с явно выраженными и соосными большей верхней частью , примыкающей к полнотелой пластине, и меньшей нижней частью, радиус внешней поверхности которой в плоскости ее поперечного сечения меньше радиуса внешней поверхности в плоскости поперечного сечения верхней части трубчатого фрагмента на толщину стенки стержневой детали, и на внешней поверхности которой в месте ее примыкания к верхней части трубчатого фрагмента выполнена кольцевая выемка сегментообразного сечения, аналогичного сечению выступа на внутренней поверхности лепестков верхней части стержневой детали, концевая розеточная деталь выполнена состоящей из трубчатого фрагмента круглого сечения, аналогичного сечению верхней части стержневой детали, с соосно примыкающей всей плоскостью к одной из его торцевых сторон плоской полнотелой пластиной круглой формы, стенка которого выполнена с m продольными продолговатыми вырезами, образующими открытую сторону трубчатого фрагмента, состоящей из m одинаковых лепестков, аналогичных лепесткам стержневой детали, на внутренней поверхности каждого из которых вдоль его открытого края выполнен выступ сегментообразного сечения, аналогичного сечению кольцевой выемки на внешней поверхности стержневой детали, а внутренний радиус которых в плоскости поперечного сечения открытой стороны трубчатого фрагмента с лепестками равен внешнему радиусу нижней части стержневой детали, причем наибольший поперечный размер dc стержневой детали находится в пределах

do dc<1,1 do, где

do - наибольший поперечный размер сечения сквозного отверстия, продольные длины трубчатого фрагмента концевой розеточной детали и верхней части трубчатого фрагмента концевой вилочной детали равны и составляют ho/2, где ho - глубина сквозного отверстия соединяемой детали, а продольная длина верхней части стержневой детали составляет ho.

2. Узел соединения объемных полнотелых деталей игрушечного конструктора по п.1, отличающийся тем, что он образован n соединяемыми деталями, где n - положительное целое число, а соединительный элемент выполнен состоящим из (n-1) стержневых деталей, одной концевой вилочной детали и одной концевой розеточной детали.

3. Узел соединения объемных полнотелых деталей игрушечного конструктора по п.1, отличающийся тем, что сквозные отверстия и соединительный элемент выполнены с квадратным сечением.

4. Узел соединения объемных полнотелых деталей игрушечного конструктора по п.2, отличающийся тем, что сквозные отверстия и соединительный элемент выполнены с квадратным сечением.

5. Узел соединения объемных полнотелых деталей игрушечного конструктора по п.1, отличающийся тем, что конечный фрагмент верхней части стержневой детали с m лепестками выполнен с внешним радиусом в плоскости своего поперечного сечения, меньшим внешнего радиуса в плоскости поперечного сечения середины верхней части стержневой детали, верхняя часть трубчатого фрагмента концевой розеточной детали с m лепестками выполнена с внешним радиусом в плоскости своего поперечного сечения, меньшим внешнего радиуса в плоскости поперечного сечения середины трубчатого фрагмента концевой розеточной детали, внешние радиусы нижних частей стержневой детали и концевой вилочной детали, а также внутренние радиусы конечного фрагмента верхней части стержневой детали с m лепестками и верхней части трубчатого фрагмента концевой розеточной детали с m лепестками равны в соответствующих плоскостях их поперечных сечений.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области игрушечных конструкторов и может быть использовано для фиксируемого разъемного соединения двух и более объемных полнотелых деталей игрушечного конструктора, выполненных из вспененного полиэтилена, пластмассы или дерева, в процессе сборки разнообразных игрушечных конструкций.

Известен узел соединения двух плоских деталей (Гагин В.В. RU №2110315, МПК А63Н 33/08, 1998.05.10), образованный соединяемыми деталями и соединительным элементом, который, по мнению заявителя, является наиболее близким к заявленному изобретению, т.е. является его аналогом.

Недостатком аналога является то, что он не может обеспечить фиксированное соединение объемных полнотелых деталей, имеющих форму прямоугольного параллелепипеда или тела вращения.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в расширении арсенала узлов соединения элементов игрушечного конструктора и в обеспечении возможности фиксируемого разъемного соединения между собой двух и более объемных полнотелых деталей, имеющих в своей основе форму прямоугольного параллелепипеда (или тела вращения) с ровной внешней поверхностью, не имеющей никаких выступов.

Заявляемое изобретение характеризуется следующей совокупностью существенных признаков (1-й вариант).

Узел соединения образован соединяемыми деталями и соединительным элементом. Соединяемые детали выполнены полнотелыми и объемными. В центрах сопрягаемых деталей выполнены одинаковые сквозные отверстия круглого сечения, ориентированные своими продольными осями перпендикулярно сопрягаемым плоскостям. Соединительный элемент выполнен состоящим из одной стержневой детали, одной концевой вилочной детали и одной концевой розеточной детали. Стержневая деталь выполнена трубчатой круглого сечения с явно выраженными и соосными большей верхней частью и меньшей нижней частью, радиус внешней поверхности которой в плоскости ее поперечного сечения меньше радиуса внешней поверхности в плоскости поперечного сечения верхней части на толщину стенки стержневой детали. Стенка верхней части стержневой детали выполнена с m продольными продолговатыми вырезами, где m - положительное целое число, образующими верхнюю часть стержневой детали, состоящей из m лепестков. На внутренней поверхности каждого лепестка вдоль его открытого края выполнен примыкающий к торцу лепестка выступ сегментообразного сечения. На внешней поверхности нижней части стержневой детали в месте ее примыкания к верхней части выполнена кольцевая выемка с сечением, аналогичным сечению выступа на внутренней поверхности лепестков верхней части стержневой детали. Концевая вилочная деталь выполнена состоящей из трубчатого фрагмента круглого сечения, аналогичного сечению верхней части стержневой детали, с соосно примыкающей всей плоскостью к одной из его торцевых сторон плоской полнотелой пластиной круглой формы, выполненного с явно выраженными и соосными большей верхней частью, примыкающей к полнотелой пластине, и меньшей нижней частью, радиус внешней поверхности которой в плоскости ее поперечного сечения меньше радиуса внешней поверхности в плоскости поперечного сечения верхней части трубчатого фрагмента на толщину стенки стержневой детали. На внешней поверхности стержневой детали в месте ее примыкания к верхней части трубчатого фрагмента выполнена кольцевая выемка сегментообразного сечения, аналогичного сечению выступа на внутренней поверхности лепестков верхней части стержневой детали. Концевая розеточная деталь выполнена состоящей из трубчатого фрагмента круглого сечения, аналогичного сечению верхней части стержневой детали, с соосно примыкающей всей плоскостью к одной из его торцевых сторон плоской полнотелой пластиной круглой формы, стенка которого выполнена с m продольными продолговатыми вырезами, образующими открытую сторону трубчатого фрагмента, состоящей из m одинаковых лепестков, аналогичных лепесткам стержневой детали. На внутренней поверхности каждого лепестка вдоль его открытого края выполнен выступ сегментообразного сечения, аналогичного сечению кольцевой выемки на внешней поверхности стержневой детали. Внутренний радиус лепестков в плоскости поперечного сечения открытой стороны трубчатого фрагмента с лепестками равен внешнему радиусу нижней части стержневой детали, причем наибольший поперечный размер dc стержневой детали находится в пределах

do dc<1,1 do, где

do - наибольший поперечный размер сечения сквозного отверстия.

Продольные длины трубчатого фрагмента концевой розеточной детали и верхней части трубчатого фрагмента концевой вилочной детали равны и составляют ho/2, где ho - глубина сквозного отверстия соединяемой детали. Продольная длина верхней части стержневой детали составляет ho.

Второй вариант изобретения характеризуется той же совокупностью существенных признаков, что и первый вариант, и отличается от него тем, что узел соединения образован n соединяемыми деталями (n - положительное целое число), а соединительный элемент выполнен состоящим из (n-1) стержневых деталей, одной концевой вилочной детали и одной концевой розеточной детали.

Третий вариант изобретения характеризуется той же совокупностью существенных признаков, что и первый вариант, и отличается от него тем, что сквозные отверстия и соединительный элемент выполнены с квадратным сечением.

Четвертый вариант изобретения характеризуется той же совокупностью существенных признаков, что и второй вариант, и отличается от него тем, что сквозные отверстия и соединительный элемент выполнены с квадратным сечением.

Пятый вариант изобретения характеризуется той же совокупностью существенных признаков, что и первый вариант, и отличается от него тем, что конечный фрагмент верхней части стержневой детали с m лепестками выполнен с внешним радиусом в плоскости своего поперечного сечения, меньшим внешнего радиуса в плоскости поперечного сечения середины верхней части стержневой детали, верхняя часть трубчатого фрагмента концевой розеточной детали с m лепестками выполнена с внешним радиусом в плоскости своего поперечного сечения, меньшим внешнего радиуса в плоскости поперечного сечения середины трубчатого фрагмента концевой розеточной детали, внешние радиусы нижних частей стержневой детали и концевой вилочной детали, а также внутренние радиусы конечного фрагмента верхней части стержневой детали с m лепестками и верхней части трубчатого фрагмента концевой розеточной детали с m лепестками равны в соответствующих плоскостях их поперечных сечений.

Сущность изобретения поясняется различными изображениями, представленными на чертежах.

На фиг.1 представлен сборочный чертеж узла соединения объемных полнотелых деталей игрушечного конструктора, вариант 1; на фиг.2 представлен узел соединения объемных полнотелых деталей игрушечного конструктора в собранном виде, вариант 1; на фиг.3 представлен разрез узла соединения, вариант 1; на фиг.4 представлен узел соединения объемных полнотелых деталей игрушечного конструктора, вариант 2; на фиг.5 представлен узел соединения в собранном виде, вариант 2; на фиг.6 представлен разрез узла соединения, вариант 2; на фиг.7 представлен сборочный чертеж узла соединения, вариант 3; на фиг.8 представлен узел соединения в собранном виде, вариант 3; на фиг.9 представлен разрез узла соединения, вариант 3; на фиг.10 представлен сборочный чертеж узла соединения, вариант 4; на фиг.11 представлен узел соединения в собранном виде, вариант 4; на фиг.12 представлен разрез узла соединения, вариант 4; на фиг.13 представлен разрез соединительного элемента, вариант 5, на фиг.14 представлено изображение вида снизу стержневой детали соединительного элемента, вариант 5; на фиг.15 представлено изображение вида сверху стержневой детали соединительного элемента, вариант 5; на фиг.16 представлено изображение вида снизу концевой розеточной детали, вариант 5; на фиг.17 представлено изображение вида сверху концевой розеточной детали, вариант 5; на фиг.18 представлено изображение вида сверху концевой вилочной детали, вариант 5; на фиг.19 представлено изображение вида снизу концевой вилочной детали, вариант 5; на фиг.20 представлен разрез двух стержневых деталей, находящихся в соединении друг с другом, вариант 5; на фиг.21 представлен чертеж стержневой детали, вариант 5; на фиг.22 представлен чертеж концевой розеточной детали, вариант 5; на фиг.23 представлен чертеж концевой вилочной детали, вариант 5; на фиг.24 представлено изображение находящегося в собранном виде соединительного элемента.

На всех представленных изображениях имеются следующие обозначения:

1 - соединяемая деталь;

2 - стержневая деталь;

3 - концевая вилочная деталь;

4 - концевая розеточная деталь;

5 - верхняя часть стержневой детали;

6 - нижняя часть стержневой детали;

7 - кольцевая выемка;

8 - полнотелая пластина.

Для соединения двух объемных полнотелых деталей 1 стержневую деталь 2 вставляют в соединительные отверстия соединяемых деталей до половины. Затем со стороны открытой поверхности одной из соединяемых деталей в ее отверстие вставляется концевая деталь 3 или 4 в зависимости от соответствующего конца стержневой детали (вилочная часть сочленяется с розеточной и наоборот) и вводится в фиксируемое соединение с последней. Аналогичным образом производится соединение второй концевой детали со стержневой деталью 2 со стороны открытой поверхности второй соединяемой детали 1. Плоские пластины 8 концевых деталей удерживают соединяемые детали от осевого смещения друг относительно друга, а зафиксированное соединение концевой вилочной детали 3 с верхней частью стержневой детали 5 и концевой розеточной детали 4 с нижней частью стержневой детали 6 удерживает соединительный элемент в собранном виде и препятствует осевому и поперечному смещению соединяемых деталей. Фиксация различных деталей соединительного элемента между собой и с концевыми деталями осуществляется за счет вхождения внутренних выступов на лепестках верхней части стержневой детали 5 и на концевой розеточной детали 4 в кольцевые выемки 7 в нижней части стержневой детали 5 и в нижней части концевой вилочной детали 3.

Таким образом, заявленное изобретение расширяет арсенал узлов соединения элементов игрушечного конструктора и обеспечивает возможность фиксируемого разъемного соединения между собой двух и более объемных полнотелых деталей, выполненных из пластмассы, дерева или вспененного полиэтилена. Возможность фиксируемого разъемного соединения между собой деталей игрушечного конструктора позволяет создавать самые разнообразные ЗД-игрушечные конструкции, устойчивые к деструктивным воздействиям.