磁性组件的制作方法

本发明涉及一种用于创建三维结构的磁性组件。

更确切地，本发明涉及一种磁性组件，其包括能够创建三维几何网格结构的磁性元件、铁磁元件和支撑板件。

现有技术

现有技术中已知的是设想结合磁性元件和铁磁元件使用稳定板件的磁性组件。

欧洲专利no.ep1349626b1描述了这种解决方案的一个示例。

由于使用允许结构由此被形成为二维稳定(否则，结构将是柔性的)的一个或更多个稳定板件，这种磁性组件允许使用者尤其是孩子借助于磁性元件和铁磁元件来构建具有复杂几何形状的网格结构。事实上，板件被装配在网格的界定该网格的元件之间并且填充其空间。

然而，该板件没有支撑结构的功能，并且不允许构建向上延伸的复杂三维结构，因为它们不能将磁性组件的元件锁定就位。

现有技术中已知的是一种具有多个座部的基部板件，所述座部用于将磁性组件的元件，例如铁磁球体容纳并保持就位，从而借助于磁性组件的元件来创建并支撑网格结构。

所述现有技术解决方案的一个问题是支撑板件没有充分模块化，并且不能使复杂磁性结构被创建，因为它们仅允许结构相对于它们的基部延展部的竖直延伸。

事实上，每个基部都具有有限数量的座部，并且仅通过彼此相邻的多个基部板件或支撑板件才可以获得能够在宽度上延伸的磁性结构。然而，这被证明是困难的，因为板材不能够彼此锁定。此外，正确定位基部板件以便能够形成磁性结构取决于使用者的能力。

技术实现要素：

本发明的目的是通过研发结合磁性组件使用的支撑板件来克服现有技术的问题，所述支撑板件允许构造能够在高度和宽度上延伸的复杂磁性结构。

又一目的是允许向待构造的磁性结构施加更大的支撑、稳定性和牢固性。

此外，另一个目的是获得模块化的解决方案。

本发明的目标是一种用于创建三维结构的磁性组件，所述磁性组件包括：至少一个铁磁元件；至少一个磁性元件，所述至少一个磁性元件可磁性地联接至所述至少一个铁磁元件；

至少一个支撑板材，其具有外周边缘；所述磁性组件表征为，其进一步包括：至少一个连接元件，所述至少一个连接元件包括用于可移除地容纳并保持铁磁元件或磁性元件的座部；以及至少一个外围部分，所述至少一个外围部分适于可移除地联接至所述支撑板材的外周边缘的至少一部分，并与其锁定。

特别地，根据本发明，所述铁磁元件或所述磁性元件与所述连接元件的座部之间的可移除联接可以是机械联接。

此外，根据本发明，所述铁磁元件或所述磁性元件可以具有球形形状，并且连接元件的所述座部可以具有一定形状以便通过互锁来容纳所述球形元件。

还是根据本发明，所述支撑板件可以具有一个或更多个座部，尤其是一个或更多个孔，以用于容纳铁磁元件或磁性元件。

此外，根据本发明，所述连接元件的所述座部可以具有多个齿，所述多个齿被定形状以便于所述铁磁元件或所述磁性元件的插入。

优选地，根据本发明，所述连接元件的所述座部可以是通孔，以便允许通过所述连接元件的两个相反的面中的一个来容纳所述铁磁元件或所述磁性元件。

此外，根据本发明，所述连接元件的外围部分与所述支撑板件的外周边缘的所述部分之间的可移除联接可以是机械联接。

再次根据本发明，所述支撑板件的外周边缘的至少一部分可以具有用于将所述连接元件的外围部分插入到其中的侧向狭槽。

特别地，根据本发明，所述连接元件的所述外围部分可以借助于卡口式互锁件联接到所述板件的所述侧向狭槽。

更具体地，根据本发明，所述侧向狭槽可以设置在所述支撑板件的相反面之间，所述连接元件的所述外围部分可以具有至少一个部分，所述至少一个部分被构造为以便插入在所述支撑板件的所述相反面之间的所述侧向狭槽中。

进一步根据本发明，所述侧向狭槽可以具有至少两个突起或相反凹陷，每个突起或凹陷在板件的相反面的内部分处，所述连接元件的外围部分可以在其两个相反面的每一个面上具有凹陷或突起，使得当所述连接元件的所述外围部分被插入到所述侧向狭槽中时，每个突起或凹陷将与相应的凹陷或突起互锁。

此外，根据本发明，所述支撑板件可以具有多边形形状，并且所述侧向狭槽可以成形在所述多边形支撑板件的至少一个拐角中。

特别地，根据本发明，支撑板件的侧向狭槽和连接元件的外围部分可以具有一定尺寸，使得当连接元件联接到支撑板件时，容纳在连接元件中的元件的几何中心在板件的俯视图中基本上与板件的其中成形有所述狭槽的拐角的顶点重合。

更具体地，根据本发明，被容纳在所述连接元件中的铁磁元件或磁性元件可以具有球形形状，并且支撑板件的侧向狭槽和连接元件的外围部分可以具有一定尺寸，使得当连接元件联接到支撑板件，并且球形元件容纳在连接元件的所述座部中时，球形元件的几何中心在板件的俯视图中基本上与板件的在其中设置有所述狭槽的拐角的顶点重合。

甚至更特别地，根据本发明，具有所述侧向狭槽的每个拐角可以被倒角或折断，以便当铁磁元件或磁性元件设置在所述连接元件中继而联接至支撑板件时所述拐角不与铁磁元件或磁性元件干涉。

另外，根据本发明，被容纳在所述连接元件的所述座部中的元件可以是球状的，此外，所述磁性组件可以包括可磁性联接到至少一个球状元件的至少一个杆状元件，具有多边形形状的所述支撑板件的至少一侧可以定尺寸使得当连接元件联接在板件的该侧的两个邻近拐角中的每一个处时，容纳在所述两个连接元件中的球状元件之间的距离等于杆状元件的长度。

优选地，根据本发明，所述支撑板件可以包括可移除地联接至彼此的两个半板件。

特别地，根据本发明，所述半板件可以包括机械类型的阳性-阴性联接件。

此外，根据本发明，每个半板件可以具有适于容纳球状元件的一个或更多个孔和在所述孔处的夹持装置，所述夹持装置被构造成使得当相应的球形元件被设置在半板件的内面的孔处并且所述半板件在内面处联接至彼此时，每个半板件的所述孔将处于对应位置，并且设置在所述一个或更多个孔中的所述球状元件将被所述夹持装置夹持就位，从而防止或减少其旋转。

优选地，根据本发明，所述连接元件可以具有盘形形状。

再次根据本发明，所述磁性元件或所述铁磁元件是杆。

最后，根据本发明，所述连接元件可以具有一个或更多个开口，使得当铁磁元件或磁性元件设置在连接元件的座部中时，所述开口将允许磁性元件或铁磁元件的插入，以便允许磁性联接。

附图说明

现在将具体参考附图中的附图通过示例而非限制的方式对本发明进行描述，其中：

图1示出了组装成第一构造的根据本发明的组件的支撑板件、四个连接元件和九个铁磁球体的透视图；

图2示出了图1的构造的组件的元件的分解透视图；

图3示出了图1的构造的另一透视图；

图4示出了组成根据本发明的组件的支撑板件的两个半板件的分解透视图；

图5示出了相对于图4中的组装的半板件的轴线vi-vi’的剖视透视图；

图6示出了沿着图4中的组装的半板件的轴线vi-vi’的截面图；

图7示出了相对于图4中的第二半板件的轴线ix-ix’的剖视透视图；

图8示出了相对于图4中的组装的半板件的轴线ix-ix’的另一剖视透视图；

图9示出了沿着图4中的组装的半板件的轴线ix-ix’的截面图；

图10示出了根据本发明的组件的连接元件的透视图；

图11a示出了沿着图10中的连接元件的轴线xi-xi’前视剖视图；

图11b示出了沿着图10中的连接元件的轴线xi-xi’的截面图；

图11c示出了图11a的透视图；

图12a示出了沿着联接至根据本发明的组件的球体的图10中的连接元件的轴线xii-xii’剖视透视图；

图12b示出了沿着联接至根据本发明的组件的球体的图10中的连接元件的轴线xii-xii’的截面图；

图13示出了被组装成第二构造的根据本发明的组件的三个支撑板件、八个连接元件以及十三个球体的透视图；

图14示出了被组装成第三构造的根据本发明的组件的两个支撑板件、八个连接元件、多个球体以及多个杆的透视图；

图15示出了被组装成第四构造的根据本发明的组件的四个支撑板件、十二个连接元件、多个球体以及多个杆的透视图；

图16示出了被组装成第五构造的根据本发明的组件的多个支撑板件、多个连接元件、多个球体以及多个杆的透视图；

图17示出了借助于被组装成第六构造的根据本发明的组件的三个连接元件而联接至支撑三角板件的三个支撑方形板件的俯视透视图；

图18示出了联接至四个连接元件的支撑板件的俯视透视图，所述四个连接元件具有开口以用于联接至被组装成第七构造的根据本发明多个组件的杆和球体；并且

图19示出了借助于四个连接元件联接至彼此的两个支撑板件的俯视透视图，所述四个连接元件具有开口以用于联接至被组装成第八构造的根据本发明的组件的杆和球体。

具体实施方式

参考图1-19，可以观察到根据本发明的磁性组件，所述磁性组件的元件可以被组装成多种构造(比如通过图1和13-19中的示例的方式示出的构造)，以便形成三维结构。

特别地，所述磁性组件可以被用作模块化构造玩具。

根据本发明的磁性组件包括：至少一个铁磁元件1；至少一个磁性元件2,所述至少一个磁性元件可磁性联接至所述至少一个铁磁元件1；以及至少一个支撑板件3。

附图中的铁磁元件1由铁磁球体来表示，所述铁磁球体优选地由金属(特别是铁)制成。明显的是，在其它实施例中，铁磁元件可以是具有不同形状的实体，或者是具有铁磁端部的杆。

在附图中所示的实施例中，磁性元件2是具有磁性端部的杆，每个端部能够磁性联接至组件的铁磁元件。在其它实施例中，磁性元件可以是磁性球体。

由于铁磁元件1或磁性元件的球形形状，多个磁性杆2或铁磁杆可以联接至同一球体1，从而允许创建复杂的三维形式，特别是几何网格。

根据本发明的磁性组件优选地设想结合磁性杆或铁磁杆来使用铁磁球体或磁性球体，所述磁性杆或铁磁杆的端部被构造成磁性联接至球体。

特别地，可以提供两种尺寸的杆。具有第一长度l1的第一杆，例如6.41cm，以及具有第二长度l2的第二杆，例如大约9.59cm，其中第二长度l2等于

支撑板件3具有界定具有两个相反面的大致平坦的表面的外周边缘10。

如下面将进一步看到的，支撑板件3可以是单个整体元件，或者其可以由可移除地联接至彼此的两个半板件3’和3”形成。

支撑板件3优选地由塑料材料，特别是abs或聚丙烯制成。

根据本发明的磁性组件进一步包括至少一个连接元件4，其包括座部6,该座部用于可移除地容纳铁磁元件1并将其保持在该座部6中。在未示出的其它实施例中，所述座部可以适于容纳磁性元件，所述磁性元件可以是球状的或杆状的。

此外，连接元件4具有至少一个外围部分9，所述至少一个外围部分适于可移除地联接至支撑板件3的外周边缘10的至少一部分，从而被锁定到其上。

由于根据本发明的磁性组件，可以创建复杂的三维结构(比如图13-16中示出的结构)，因为通过结合使用支撑板件3和连接元件4，可以获得能够在宽度上延伸的基部。

事实上，根据本发明的磁性组件证明是特别模块化的，因为每个连接元件能够联接到若干支撑板件，并且同时每个支撑板件够联接到若干连接元件，从而用作用于创建三维结构的实体基部。

此外，由于根据本发明的解决方案，所述支撑板件3和相关联的连接元件4还可以用于形成同一三维结构的若干水平面，从而赋予由铁磁元件和磁性元件形成的磁性结构更大的刚度。

由于根据本发明的解决方案，支撑板件和连接元件还可以在三维结构的内部使用(即，不仅在基部处使用)，从而为其增添坚固性并允许其被移动。

在例如图1-13和17中示出的其它实施例中，本发明的部件，特别是板件和连接元件，可以被用于以不一定采用磁性部件的组件来创建模块化三维构造。在进一步的实施例中，所述组件的部件可以仅包括球状元件，或者球状元件与可机械地联接至所述球体的杆，或者还包括具有适于容纳在连接元件的座部和/或支撑板件的座部中的至少一个球形端部的杆。

本发明的另一目标还可以是一种用于创建三维结构的组件，所述组件包括：至少一个球体1；至少一个支撑板件3，所述至少一个支撑板件具有外周边缘10；以及至少一个连接元件4，所述至少一个连接元件4包括用于可移除地容纳球体1的座部6以及适于可移除地联接至所述支撑板件3的外周边缘10的至少一部分的至少一个外围部分9。

上文和下文所描述的本发明的特征还在包括前述部件的非磁性组件的情况下应用了必要的变通。

特别地，根据本发明，在所示实施例中，所述连接元件4的外围部分9与所述支撑板件3的外周边缘10的所述部分之间的可移除联接是机械联接。

机械联接一方面允许在部件之间创建刚性联接，从而允许部件仅借助于由使用者施加的另外的力被分开，并且同时所述机械联接允许减少磁性部件的使用，所述磁性部件的成本对磁性组件的最终价格具有影响。

此外，它允许支撑板件3和连接元件4使用塑料材料，因此还减小包含磁性组件的包裹的重量。

更具体地，在附图中示出的实施例中，所述支撑板件3的外周边缘10的至少一部分具有侧向狭槽12，以用于将所述连接元件4的外围部分9插入其中。当支撑板件为单个元件时，所述侧向狭槽12可以被成形在支撑板件3的相反面之间，或者如在附图中示出的实施例中那样，所述侧向狭槽与联接至彼此的半板件3’和3”之间的空的空间12重合。

此外，连接元件4的外围部分9具有被构造为以便插入在所述支撑板件3的所述相反面之间或所述半板件3’、3”之间的所述侧向狭槽12中的至少一个部分。

特别地，狭槽12切向地平行于支撑板件3的平坦表面和连接元件4的外围部分9，所述外围部分优选地具有圆形形状，特别是盘形形状，并且是平坦的以便容易地插入到所述侧向狭槽12中。

由于根据本发明的解决方案，连接元件4与支撑板件3之间的联接在横向于所构建的三维结构的竖直延展部的方向上出现。因此，对于板件和连接元件来说，特别是构建在杆与球体之间的磁性网格的板件和连接元件，更加难以在结构的构造期间无意地彼此分开。

特别地，连接元件4与支撑板件3之间的互锁联接优选地是借助于卡口式互锁件来获得的。如图7-9中具体示出的，支撑板件3的侧向狭槽12具有至少两个相反突起8；每个突起8在支撑板件3的相反面的内部分处，特别是在半板件3’、3”的内面处。此外，特别是如图10-12中所示的，连接元件4的外围部分9在其两个相反面中的每一个上具有凹陷7，使得当连接元件4的外围部分9插入在侧向狭槽12中时，每个突起8与相应的凹陷7互锁。

在未示出的其它实施例中，突起可以成形在连接元件的外围部分中，并且凹陷可以成形在侧向狭槽中。

连接元件4与支撑板件3之间的互锁有利地允许两个元件刚性地锁定，从而强化了结构并且同时其易于通过施加轻微的力而分开。

支撑板件3可以具有多边形形状，优选地为规则多边形形状，以便可以构建多边形的几何图形。在这种情况下，侧向狭槽12可以成形在所述支撑板件3的至少一个拐角中。在附图中示出的实施例中，板件具有四边形形状，并且狭槽12成形在每个拐角中。

图17示出了在形状上是三角形的支撑板件3，其联接至在形状上是方形的三个支撑板件3。

板件3的侧向狭槽12和连接元件4的外围部分9优选地具有一定尺寸，使得当连接元件4联接至板件3时，容纳在连接元件4中的元件1的几何中心在支撑板件3的俯视图中基本上与板件3的在其中成形有所述狭槽12的拐角的顶点重合。特别地，当铁磁元件或磁性元件1为球状时，所述元件被定尺寸，使得球体1的几何中心在板件3的俯视图中基本上与所述板件3的拐角的顶点重合。

此外，当根据本发明的磁性组件包括杆2，并且连接元件4适于容纳球体1时，具有多边形形状的板件3的至少一侧被定尺寸使得当连接元件4联接在板件3的该侧的两个邻近拐角中的每一个中时，容纳在所述两个连接元件4中的球体1之间的距离等于杆2的长度。

如果根据本发明的磁性组件包括两个具有不同长度l1和l2的两个杆2，如上所述，则具有多边形形状的板件3的至少一侧被定尺寸使得当连接元件4联接在板件3的该侧的两个邻近拐角中的每一个中时，容纳在所述两个连接元件4中的球体之间的距离等于第一杆2的长度。

此外，具有侧向狭槽12的板件3的每个拐角可以被倒角或折断，以便当铁磁元件或磁性元件设置在所述连接元件4中继而联接至支撑板件3时所述拐角不与铁磁元件1或磁性元件干涉。

有利地，支撑板件3还可以具有一个或更多个座部5，特别是一个或更多个孔5，以用于容纳铁磁元件1或磁性元件。在附图中示出的实施例中，所述座部5适于容纳相应的球体1，特别是铁磁球体1。

另外的座部5可以具有另外的锚固点，以用于待建造的结构。

板件3优选地具有设置在板件的面的几何中心处的座部5。

特别的，当板件3具有方形形状，并且座部5适于容纳球体1时，板件3被定尺寸使得两个球体1(每个球体被容纳在在相应侧处被联接的两个板件3的中心座部5中)之间的距离对应于杆2的长度。当磁性组件包括具有两个长度的杆时，设置在相应的中心座部5中的两个球体之间的距离优选地等于第一杆1的长度l1。

同样在具有方形形状的板件3的情况下，所述板件可以包括设置在板件3上的至少一另外的座部5，使得容纳在所述另外的座部5中的球体1与容纳在联接在板件3的拐角的顶点处的连接元件4中的球体之间的距离等于杆2的长度，特别是在具有两个长度的杆的情况下，等于第一杆1的长度l1。

在附图中示出的实施例中，板件3包括布置成十字状的五个座部5，其中，中心座部位于方形板件3的几何中心处。

如上所述，并且特别参考图2和4，支撑板件3可以包括可移除地联接至彼此的两个半板件3’和3”。

这可以增加所述解决方案的模块性，并且降低产品成本。特别地，所述半板件3’和3”可以是相同的。

每个半板件3’、3”可以包括机械类型的阳性-阴性联接件15、14，其布置在内面上以便允许与另一个半板件3’、3”的阴性14阳性15联接件。

特别是如图4-6中所示，当板件3还具有座部5并且由两个半板件3’、3”构成时，每个半板件3’、3”可以具有一个或更多个孔5’、5”。

当根据本发明的磁性组件包括一个或更多个磁性球体或铁磁球体1时，所述孔5’、5”具有小于所述球体1的直径的直径，以便使所述球体1保持就位。

此外，每个半板件3’、3”可以具有设置在所述孔5’、5”处的夹持装置13。所述夹持装置13被构造为使得当相应的铁磁元件1设置在半板件3’或3”的内面的孔5’或5”中，并且所述半板件3’、3”在内面上联接至彼此时，每个半板件3’、3”的所述孔5’、5”将在对应位置中，并且设置在所述孔5’、5”中的所述球体1将被所述保持装置13夹持就位。换句话说，所述夹持装置13在所述球体1上施加摩擦力，以便防止或至少减少在创建三维结构期间所述球体在相应的座部5内的旋转。

该解决方案有利于甚至是通过能力较弱的使用者(比如儿童)构建复杂的三维结构。

在特定实施例中，夹持元件是适于推动球体1的边缘的三个凸片13，当所述球体被容纳在所述座部6中时，所述凸片朝向相对侧以便在球体1的表面上形成摩擦并将球体夹持就位。

有利地，夹持装置使得该结构被强化并且更有抵抗性，因为由铁磁元件1表示的锚固点不可移除地锚固至支撑板件3。

换句话说，在组装两个半板件3’、3”的阶段处，铁磁元件1(尤其是球体或球)可以被插入，其然后将成为附接点(尤其是由杆和球体构成)，三维磁性结构构造在该附接点上。

仅通过将半板件3’和3”彼此拆解，就可以移除铁磁元件1或磁性元件或夹持在其上的球体。

在完整支撑板件或由预组装的半板件(例如，超声焊接)形成的板件的情况下，铁磁元件或磁性元件可以被插入以便互锁，例如类似于连接元件的座部。

移动到铁磁元件1或磁性元件与连接元件4的座部6之间的可移除联接上，该可移除联接优选地是机械联接。

同样在这种情况下，机械联接允许减少磁性部件的数量，因此为终端使用者减少组装成本，并且同时减少了组件的包装的重量。

在附图中示出的实施例中，铁磁元件1优选地具有球形几何形状，并且座部6具有一定形状，以便通过互锁容纳所述铁磁球体1。

特别参考图10-12，座部6被构造为以便将所述铁磁元件1或所述磁性元件锁定就位。例如，在球状元件1的情况下，所述座部6的直径小于所述球体1的直径。

特别地，在球状元件被容纳在所述座部6中的情况下，连接元件4可以在所述座部6处具有多个齿11，以助于球体1的插入，减小插入球体1所需的压力并为座部6的孔提供柔韧性。

所述齿11优选地具有弯曲部段，在所述弯曲部段中所述齿接触球体1的表面。

有利地，连接元件6的座部可以是通孔6以便允许所述铁磁元件1或所述磁性元件(例如球状)被所述连接元件4的两个相反面中的一个容纳。

这有利地可以在支撑板件3的两个面上的铁磁元件与磁性元件之间创建磁性联接。

如图18和19的实施例中所示的，连接元件4可以具有一个或更多个开口16使得当铁磁性元件1或磁性元件(优选地为球状元件1)被设置在连接元件4的座部6中时，所述开口16允许插入磁性元件2或铁磁元件(优选地为杆状元件2)以便允许磁性联接。

例如，盘状连接元件4可以具有缝隙16，其允许与板件共面地磁性杆组的插入，而不是仅横向于该板件。

此外，例如在图18中的实施例的情况下，其可以连结至仅由磁性元件形成的三维结构，或者，如在图19中的实施例的情况下，其可以连结两个三维结构，每个三维结构由连接元件和支撑板件形成。

总之，根据本发明的磁性组件具有以下优点：

-易于年幼儿童和初学者使用，因为支撑板件使得结构被强化，因此便于构建；

-具有机械联接的部件、板件和连接元件丰富了该磁性玩具，提高了其可玩性；

-考虑到具有若干附接点以及由此具有更多与磁性杆附接的铁磁球体的可能性，所述磁性组件允许获得更多可能的角度；

-获得了轻质但是非常结实的构造；

-在成本方面存在节省，因为使用了更少的磁性杆来获得类似的构造。

在前述内容中，描述了优选实施例，并且暗示了本发明的变型，但是理解的是，本领域的技术人员可以引入修改和变化，而不超出如所附权利要求所限定的本保护的范围。