DD208039A3 - Dreidimensionales logisches und konstruktives spielzeug - Google Patents

Abstract

DIE ERFINDUNG BETRIFFT EIN DREIDIMENSIONALES LOGISCHES UND KONSTRUKTIVES SPIELZEUG MIT REGELMAESSIGER, HALBREGELMAESSIGER, SPHAERISCHER ODER AMORPHER AEUSSERER KOERPERFORM, VORZUGSWEISE IN FORM EINES TETRAEDERS, WOBEI DER KOERPER AUS GEGENEINANDER DREHBEWEGLICHEN TEILKOERPERN ZUSAMMENGESETZT IST UND IM KOERPERMITTELPUNKT EIN SECHSARMIGER ZENTRALKOERPER MIT RECHTWINKLIG ZUEINANDERSTEHENDEN ARMEN ANGEORDNET IST. ERFINDUNGSGEMAESS BESTEHT DER ZENTRALKOERPER AUS DREI STARREN UND DREI DREHBEWEGLICHEN ARMEN, DEREN STIRNSEITEN EINERSEITS JE EINEN GROSSEN UND EINEN KLEINEN, ANDERERSEITS VIER KLEINE VORSPRUENGE AUFWEISEN. ZWISCHEN DEN ARMEN SIND ZWOELF GLEITSEGMENTE ANGEORDNET, DEREN KREISFOERMIGE AUSSENFLAECHE EINE FUEHRUNGSBAHN AUFWEIST, IN DER ENTSPRECHEND PROFILIERTE INNENSTEGE ZWEIER GLEITKOERPER IN FORM EINER DREISEITIGEN PYRAMIDE GEFUEHRT SIND, SO DASS DIE ACHT GLEITKOERPER, DIE ZUSAMMEN EINEN GRUNDKOERPER IN FORM EINES REGULAEREN OKTAEDERS BILDEN, UM DREI SENKRECHT ZUEINANDER STEHENDE RAUMACHSEN GEGENEINANDER DREHBAR SIND. DER GLEITKOERPER WEIST EINE HALBKREISFOERMIGE OEFFNUNG ZUR AUFNAHME JEWEILS DREIER GLEITSEGMENTE SOWIE DREI RECHTECKIGE AUSSPARUNGEN AUF. DIE AUSSENFLAECHE JEDES GLEITKOERPERS IST UNLOESBAR MIT EINEM ABDECKELEMENT VERBUNDEN.

Description

L O / O I O

Titel der Erfindung:

Dreidimensionales logisches und konstruktives Spielzeug

Anwendungsgebiet der Erfindung . Die Erfindung betrifft ein dreidimensionales logisches und konstruktives Spielzeug mit regelmäßiger, halbregelmäßiger, sphärischer oder amorpher äußerer Körperform, vorzugsweise in Form eines Tetraeders, wobei der Körper aus gegeneinander drehbeweglichen Teilkörpern zusammengesetzt ist und im räumlichen Körpermittelpunkt ein sechsarmiger Zentralkörper mit rechtwinklig zueinanderstehenden Armen angeordnet ist. Die Erfindung kann einerseits als logisches Spielzeug angewendet werden, wobei aus einer ungeordneten Menge und Stellung von Teilkörpern durch Relativbewegung in drei Drehebenen und ohne Zerlegung des Gesamtkörpers eine nach Symbolzeichen, ζ» B* unterschiedliche Paianordnung, Zahlen, Illustrationen gruppenweise geordnete Mengen ausgebildet werden können und umgekehrt· Die äußere Form des Spielzeugea ist dabei eine geschlossene dreidimensionale Raumform, deren Ausgangs- und Endform, z· B* ein Tetraeder gleich ist·

Andererseits kann die Erfindung auch als formbildendes, konstruktives Spielzeug angewendet werden, bei welchem aus einer geschlossenen dreidimensionalen Raumform, z· B· einem Tetraeder durch ein- oder mehrmalige Relativbewegung der Teilkörper in den drei Drehebenen verschiedenartige Raumformen erzielt werden können, wobei sich während des Spielens die äußere Raumform verändert und ein konstruktives Spielerlebnis bietet· Der Spielreiz kann erhöht werden, wenn verschiedenartige Raumkörper mit symetrischer Symbolzeichenanordnung gebildet werden sollen«,

Ausgehend von diesen Spielvariationen ist das gattungsgemäße Spielzeug als Lehr- und. Lernmittel bereits für Kinder im Vorschulalter geeignet und kann darüber hinaus auch als Testeinrichtung, insbesondere für Kinder, verwendet werden, um bestimmte Aussagen z. B· über ihre Variations- und Kombinat ionsfähigkei te η oder das konstruktive Denken gewinnen zu können· Die Erfindung kann auch als Werbeträger und/oder Anhänger ζ· B· Schlüsselanhänger angewendet werden,

' — · -. j ^

Ιό I JiD

.Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind bereits eine Anzahl von logischen und konstruktiven Spielzeugen bekannt, die aus miteinander verbundenen, verstellbaren oder verdrehbaren Elementen oder aus in/oder aneinanderfügbaren Einzelelementen bestehen» Das Funktionsprinzip der konventionellen dreidimensionalen Puzzles ist im wesentlichen gleich und besteht darin, aus einer Anzahl von Einzelelementen durch In,-Aneinanderfügen oder zusammensetzen eine vorgegebene Körperform mit unterschiedlicher Farbkombination oder unterschiedliche Körperformen auszubilden· Die Einzelelemente können z. B» die Form eines Würfels (US-PS 4»189.151; US-PS3*788_#645; US-PS 3#655·2Ο1), einer Pyramide (US-PS 3-949.994), eines Oktaeders und Tetraeders (DE-GM 7407123) aufweisen oder V-förmig sowie U-förmig (US-PS 4·121.831) ausgebildet sein* Die Einzelteile sind teilweise auch untereinander verbindbar, z· B» entsprechende Formgebung, ?erbindungszapfen sowie Magnete« Gemeinsamer Bachteil dieses konventionellen Puzzles -ist, daß sie aus Einzelteilen bestehen, die leicht verlorengehen können·

Es ist auch ein konstruktives Spielzeug, die sogen· "Zauber· schlange" bekannt,dessen Elemente aus hohlen Prismen mit dreieckigen Grundflächen und quadratischen Seitenflächen bestehen· Die Elemente sind durch abgefederte Yerblndungsstifte, die durch die sich berührenden Flächen der Elemente hindurchgeführt sind zu einem untrennbaren Körper ver.bunden*Dabei sind die Elemente an den sich berührenden ebenen Flächen radial um die 7erbindungsstifte drehbar» wodurch aus den Elementen verschiedene dreidimensionale Figuren gebildet werden können· Diese bekannte technische Lösung stellt aber kein logisches Spielzeug dar*

Ein logisches Spielzeug in 'Würfelform ist in der HU-PS 17OO62 beschrieben· Der eine geschlossene Einheit bildende Gesamtwürfel ist aus 27 von außen würfelförmigen Teilstükken derart zusammengesetzt, daß jede Wurf elflache.von 9 Seitenflächen der Mittel-, Kanten- und Eckstücke gebildet wird· ' '"' ; . .. . , ' . .

I ό 1 D ö

Die 6 Seitenflächen des Gesamtwürfels sind hierbei in Ausgangszustand unterschiedlich gefärbt odermit verschiedenen Symbolen versehen· Jeweila 9 eine Seitenfläche bildende würfelförmige Teilstücke sind gemeinsam und gleichzeitig um den Mittelpunkt des Mittelstückea und den räumlichen Koordinatenachsen in Winkeln von 90°, 180°, 270° und 360° drehbar, wordurch die Kanten- und Sckstücke eine veränderte Position einnehmen und die ursprünglich einfarbigen Seiten des Gesamtwürfels farbenmäßig zerlegt werden· Der Spielreiz besteht darin, durch entsprechende Drehung der Seitenflächen des Gesamtwürfels diese entsprechend des Ausgangszustandes wieder farblich zu ordnen.» Der Zusammenhalt der Teilstücke und die Drehbarkeit wird durch einen sechsarmigen Drehstern erzielt, der im Körpermittelpunkt des Gesamtwürfels angeordnet ist* Der Drehstern besteht aus einem Würfel, dessen 6 Seiten ;je eine Hohlachse aufweisen, auf die je ein mit einem quadratischen Zapfen versehenes Mittelstück aufgesteckt ist· Die übrigen würfelförmigen Kanten- und Eckstücke verfugen über radiale Aussparungen und Vorsprünge, die so ineinander und in die radialen Aussparungen der Mittelatücke greifen, daß die Teilstücke formschlüssig gegeneinander gehalten werden. In den Hohlachsen sind zusätzlich Druckfedern angeordnet, die es ermöglichen, daß sich die Seitenflächen nicht _; selbsttätig sondern nur unter Einwirkung einer Hahdkraft leicht verdrehen lassen· Diese lösung hat den Torteil, daß die würfelförmigen Te ils tücke nach dem Zusammenbau zu einem Gesamtwürfel während des beatimmungsgemäßen Gebraucha nicht zerlegbar sind,xSο daß die Teilstücke nicht verloren gehen können· Wie von Mathematikern errechnet wurde, soll es bei diesem würfelförmigen,logigspielzeug insgesamt über 43 Triiliarden verschiedener möglicher Parbkombinationen geben, so daß die Wiederherstellung der ursprünglichen Parbordnung ohne Anwendung der inzwischen veröffentlichten Lösungsregeln sehr schwierig und für viele Spieler zu schwierig ist· Ein Nachteil besteht weiterhin darin, daß sich die äußere Körperform des Würfels während des Spielablaufa ^: bzw· nach beendeter Drehung der Seitenflächen dem Wesen nach nicht ändert und damit kein konstruktives Spielerlebnia ermöglicht. \

la/a\b b

Dieses Spielzeug ist .also ein rein logisches Spielzeug* Darüber hinaus sind die äußeren Abmessungen des Würfels insgesamt relativ groß, so daß dieses Spiel nicht beson-/ ders handlichist* .

In dem DE-GM 8104382 ist ein Geduldspiel in Form eines zusammengesetzten regelmäßigen Körpers mit nicht rechtwinklig aufeinanderstehenden, drehbaren Seitenflächen, vorzugsweise ein reguläres Tetraeder oder ein reguläres Dodekaeder offenbart. Bei dieser lösung umfaßt jede Seitenfläche ein,drehbares Mittelstück und dieses umgebende Kanten- und Eckstücke, die durch formschlüssigen Hintergriff miteinander und dem Mittelstück derart beweglich geführt sind, daß alle eine beliebige Seitenfläche bildenden Teilkörper gemeinsam um den Mittelpunkt der Seitenfläche drehbar sind» Bei dem Dodekaeder, dessen zwölf Flächen von Jeweils regulären Fünfecken gebildet werden, hat das Mittelstück die Form eines regelmäßigen Fünfecks, das von 5 Kantenstüeken und 5 Eckstücken umgeben ist· Das Dodekaeder hat insgesamt 12 Mittelstüeke, 20 Eckstücke und 30 Kantenstücke· Im Räummittelpunkt des Körpers ist ein zwölfarmiger Drehstern gelagert, an dessen Armen die 12 Mittelstüeke mittels Schrauben befestigt und drehbar gelagert sind. Der Schraubenkopf wird durch ein außen auf dem Mittelstück befestigten Abdeckplättehen verdeckt. Die Seitenflächen können ebenfalls unterschiedlich eingefärbt sein· Durch die große Anzahl von Seitenflächen und Teilkörpern ist die Zahl der möglichen Kombinationen noch größer und der Spielablauf noch schwieriger als bei der Lösung gemäß der HU-PS 170062· Auch dieser Dodekaeder ist ein rein logisches Spielzeug, dessen äußere Körperform sich nach erfolgter Drehung der Seitenflächen, nicht ändert· Das Tetraeder ist aus vier drehbaren Mittelstücken, 4 Eckstücken und 6 Kantenstücken aufgebaut, wobei im Körpermittelpunkt ein vierarmiger Drehstern angeordnet ist* Jede der vier dreieckigen Seitenflächen des Tetraeders ist ebenfalls um den Mittelpunkt des dreieckigen Mittelstückes drehbar· Die übrigen Ausführungen sind analog der des Dodekaeders, Durch die ,geringe Anzahl vonSeitenflachen und Teilkörpern V ist die Zahl der möglichen Kombinationen geringer, so daß eine Lösung auch ohne Anwendung mathematischer Löstungs-

IJ/ J 13

regeln gefunden werden kann· Das Tetraeder ist ebenfalls ein rein logisches Spielzeug, das kein konstruktives Spielerlebnis bietet« Ein gemeinsamer EFachteil dieser. , beiden Variationen ist, daß für jede äußere Körperform ein spezieller Drehstern (hier zwölf- und vierarmig) ausgebildet werden muß* _

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, mit dem dreidimen-_ sionalen Spielzeug ein konstruktives und/oder logisches Spielerlebnis zu ermöglichen, wobei die Zahl möglicher Kombinationen geringer sein können und die Lösung auch ohne komplizierte mathematische Regeln gefunden werden kann. Gleichzeitig soll das Anwendungsgebiet der Erfinder erweitert und die Herstellungskosten reduziert werden*

Darlegung des Wesens der Erfindung .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes dreidimensionales Spielzeug zu schaffen, dessen äußere Körperform aus gruppenweise gegeneinander drehbeweglichen ieilkörpern zusammengesetzt ist, die nach dem Zusammenbau während des bestimmungsgemäßen Gebrauchs nicht zerlegbar ist, wobei eine im Inneren des Körpers angeordnete" Dreh- und führungseinrichtung so ausgebildet werden soll, daß sie als eine in sich geschlossene Einheit ohne konstruktive Anpassung für die Realisierung einer Vielzahl von äußeren Körperformen verwendbar ist und sie es ermöglicht, auch relativ kleine handliche Körperformen zu schaffen* Weiterhin soll das Spielzeug durchgängig aus Plastmaterial herstellbar sein und es sollen insgesamt keine !formteile, wie Schrauben, Kugellager, Federn usw.- ver- \ wendet werden*

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß alle sechs Arme eines im Körpermittelpunkt angeordneten Zentralkörpers den gleichen quadratischen Querschnitt und die gleiche länge auf-weisen. Dabei sind drei dieser Arme starr und senkrecht zueinander stehend als eine »geschlossene Einheit ausgeführt* An der Stirnseite dieser starren Arme sind je ein großer quadratischer Vorsprung sowie diesem diagonal

2373 15 8

gegenüber ein kleiner quadratischer Vorsprung ausgebildet,-Zweckmäßigerweise ist die Kantenlänge des quadratischen Vorsprungs gleich oder etwas kleiner als die halbe Kantenlänge des quadratischen Querschnitts der Arme· In weiterer Ausbildung der Erfindung sind die drei anderen Arme des Zentralkörpers drehbar ausgeführt .und bestehen aus je einer Zentralkörperbuchse, die auf einem Drehzapfen gelagert ist· Die Zentralkörperbüchsen sind durch eine nichtlösbare Verbindung ζ* B* durch Anstauehen gegen axiale Bewegung auf dem Drehzapfen gesichert· Die drei Drehzapfen sind ebenfalls rechtwinklig zueinander angeordnet und mit den starren Armen des Zentralkörpers fest verbunden* Pemer sind an den Eckpunkten der Stirnseite der Zentralkörperbuchsen ebenfalls 4 kleine quadratische Vorspränge vorhanden· In den freien Räumen zwischen den rechteckigen Mantelflächen/der starren Arme des Zentralkörpers und/oder der Zentralkörperbuchsen sind 12 kreissegmentartige Gleitsegmente angeordnet· Dabei ist zur Gewährleistung der Hontage der gesamten Gleit- und liührungseinrichtung vorteilhafterweise eines der Gleitsegmente parallel zur Kreissegmentfläche in zwei identische Teile getrennt, die nach erfolgter Montage wieder an der Trennungsstelle nicht lösbar z* B* durch kleben au einem GIeitsegirient verbunden werden* In der kreisförmigen Außenfläche der Gleitsegmente ist eine kreisförmige profilierte Führungsbahn eingearbeitet, die zusammen mit den Stirnflächen der starren Arme und der Zentralkörperbuchsen sowie der großen und kleinen Vorsprünge 3kreisförmige, identische, profilierte Gleit- und Pührungsbahnen bilden. Diese 3 Bahnen schneiden sich einander im Achsenmittelpunkt der Arme des Zentralkörpers und stehen senkrecht -zueinander· Die Erfindung zeichnet sich weiter dadurch aus, daß in den GIeit- und Pührungsbahnen entsprechend profilierte Innenstege je zweier nebeneinander bzw· übereinander liegenden Gleitkörper angeordnet sind. Dadurch, daß die Länge der kreisförmigen Innenstege vbrteilhafterweise'größer als die Kantenlänge der quadratischen Arme und der:. Zentralkörpe.rbuchsen ist, greift beim Verdrehen des Körpers immer ein Innensteg in die kreisförmige profilierte führungsbahn des' gegenüberliegenden Gleitsegmentes ein bevor er aus der

J.-1 5 B

r.

.Führungsbahn' des anderen Gleitsegmentes heraustritt· Die Gleitkörper aelberhaben in etwa die Form einer dreiseitigen hohlen Pyramide.. Dabei ist in der zum Mittelpunkt des Zentralkörpers gerichteten Pyramidenspitze zur Aufnahme jeweils dreier Gleitsegmente eine halbkreisförmige Öffnung vorgesehen. Am Auslauf und in der senkrechten Symetrieachse äer halbkreisförmigen Öffnung sind 3 recht~ eckige Aussparungen ausgebildet· Diese Aussparungen sind_s zweckmäßigerweise so bemessen, daß sie gleich der Länge der großen quadratischen Vorsprünge und der halben Kantenlänge der quadratischen, Arme bzw* der Zentralkörperbuchsen sind« In den 3 Gleit- und Führungsbahnen sind insgesamt 8 Gleitkörper geführt, Uach dem Zusammenbau ι von Zentralkörper, Zentralkörperbuchsen, Gleitsegmenten und Gleitkörpern erhält man eine Dreh- und Führungseinrichtung, die eine selbsthaltende in sich geschlossene Einheit oder einen Grundkörper darstellt und die Form eines regulären Oktaeders besitzt« Dabei sind die Außenseiten dieses Grundkörpers noch offen· Mit diesem Grundkörper kann eine Vielzahl von äußeren Körperformen ohne konstruktive Anpassung diese Grundkörpers realisiert werden* Werden die noch offenen Außenseiten mit 8 dreieckigen ebenen Abdeckelementeh verschlossen, so erhält man ein relativ kleines, handliches Spielzeug in Form eines Oktaeders, das Beispeilsweise als Anhänger bzw* als Schlüsselanhänger,verwendet werden kann· Werden8 Tetraederspitzen^ aufgesetzt, so entsteht ein sternförmiger Körper· Wernden Teilkörper mit einer shärischen Außenoberfläche aufgesetzt, so erhält man einen

' · . \ '" .

sphärischen Körper* Es können nicht nur regelmäßige sondern auch unregelmäßige Spielzeugkörper oder amorphe äußere Körperformen (z* B* Tierkörper) mit dem gleichen Grundkörper realisiert werden· Vorzugsweise werden die offenen Außenseiten des oktaederförmigen Grundkörpers mit 4 drei- ",. eckförmigen ebenen Abdeckelementen und 4 Tetraederspitzen verschlossen, wodurch bei zweckmäßiger Platzierung dieser Teile ein Tetraeder mit 16 dreieckigen Sinzelflachen entsteht. Je 8 Sinzelflächen sind dabei gemeinsam um drei senkrecht zueinander stehende Raumachsen in Winkeln von ' 90°, 180°, 270° und 360° drehbar·, Dabei ist bei der Körperform Tetraeder der oktaederförmige Grundkörper im Inneren

£0 1 OT Ό Q

·. . . ; .· ; -. 8

des Tetraeders so angeordnet, daß die Drehachsen durch die Kantenmittelpunkte des Tetraeders verlaufen· Dadurch bilden sich 3 ,Drehebenen heraus, die nicht mit den Koordinatenachsen des Tetraeders übereinstimmen, was für das normale räumliche Yorstellungsvermögen ungewöhnlich ist, so daß die Lösung eines verdrehten Tetraeders erschwert und der Spielreiz erhöht wird· Bei der Drehung des Tetraeders geht die ursprüngliche Körperform Tetraeder verloren und es bilden sich bei jeder weiteren Drehung neue dreidimensionale Körperformen, so daß nicht nur logische sondern zugleich auch konstruktive Spielmöglichkeiten--gegben sind.

Ausführungsbeispiel

Die, Erfindung soll nachstehend an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert werden, wobei als vorzugsweise äußere Körperform ein Tetraeder gewählt wurde» In der dazugehörigen Zeichnung zeigen:

Pig·/1 j das Tetraeder in dreidimensionaler Darstellung Pig· 2: den inneren Aufbau des Tetraeders in Einzelteile·,

zerlegt Pig« 3: den inneren Aufbau des Tetraeders in zusammenge-,. .

setzter Porm Pig· 4: das Tetraeder in dreidimensionaler Darstellung mit entferntem Abdeckelement und Gleitkörper

Pig# 5: das Tetraeder in dreidimensionaler Darstellung und in solcher Lage, daß die Drehachsen X_f Y, Z mit den Raumkoordinaten übereinstimmen Pig·:. 6: das Tetraeder in dreidimensionaler-Darstellung um die'

Y-Achse" gedreht : ; ;

Pig* 7: das Tetraeder in dreidimensionaler Darstellung um die

Z-Achse gedreht . .

Pig_# 8: das Tetraeder in dreidimensionaler Darstellung um die

Z-Achse gedreht . '.·.· '

Pig· St das Tetraeder in dreidimensionaler Darstellung und in Ausgangslage für die Yerdrehung . . ,

Pig»10: eine Körperform des verdrehten Tetraeders, die Ausgangslage gemäß Pig, 9 um 90° gedreht; .

Pig»11: eine Körperform des^; verdrehten, Tetraeders, die Körperform gemäß Pig» 10 um weitere 90° gedreht

207ό 1 b

Pig. 12: eine Körperform des verdrehten Tetraeders, die Körperform gemäß Pig* 1Ö um 180° oder gemäß Pig* tun 90°,. gedreht , '

Pig· 131 Pig» 14: weitere durch Verdrehungen erzielbare ' Tdrperformen .

Zunächst soll der Aufbau des Tetraeders beschrieben werden, der im wesentlichen in den Pig« 2, 3 und 4 dargestellt ist. Im räumlichen Körpennittelpunkt des Tetraeders befindet sich ein sechsarmiger Zentralkörper 1 mit rechtwinklig zueinander stehenden Armen, die-den gleichen quadratischen Querschnitt und die gleiche länge aufweisen (Pig* 2).· Drei dieser Arme sind starr, stehen senkrecht zueinander und sind als eine geschlossene Einheit ausgeführt· An ihrer Stirnseite sind diese drei Arme mit einem großen quadratischen Vorsprung 9 sowie diesem diagonal gegenüber mit einem kleinen quadratischen Vorsprung 11 versehen* Dabei ist die Kantenlänge des großen quadratischen Vorsprunges 9 gleich oder etwas kleiner als die halbe Kantenlänge des quadratischen Querschnitts*der Arme des Zentralkörpers 1_# Die drei weiteren Arme des Zentralkörpers T sind drehbar ausgebildet und bestehen je aus einer Zentralkörperbuchse 2, die auf einem Drehzapfen 7 gelagert ist* Die Zentralkörperbuchsen 2 sind gegen axiale Bewegung auf dem Drehzapfen 7 durch eine aichtlösbare Verbindung z* B* durch Anstauchen des Drehzapfens 7 gesichert* Die drei Drehzapfen sind ebenfalls rechtwinklig zueinanderstehend angeordnet und mit den starren ' Armen des Zentralkörpers 1 fest verbunden* In den'Eckpunkten der quadratischen Stirnseite der Zentralkörperbuchsen 2 sind ebenfalls vier kleine quadratische Vorsprünge 11 ausgebildet* In den freien Räumen zwischen den rechteckigen Mantelflächen der starren Arme des Zentralkörpers 1 und/oder der Zehtralkörperbuchsen sind zwölf'kreissegmentartige Gleitsegmente angeordnet (Pig* 3 und 4) um die Montage der gesamten Gleit- und Pührüngseinrichtung zu ermöglichen, kann · eines der Gleitsegmente 3. parallel zur Kreissegmentfläehe als zwei identische, getrennte Teile ausgeführt werden* Diese zwei Teile.jverden nach erfolgter Montage an der Trennstelle wieder nicht^lösbar miteinander, verbunden, z. B« durch kleben* Wenn der verwendete Plastwerkstoff eine entsprechen-

237 3 1 5

de Elastizität aufweist, kann die gesamte Gleit- und Führungseinrichtung auch ohne Trennen und anschließenden Verbinden eines der Gleitsegmente 3 montiert werden· In der kreisförmigen Außenfläche der Gleitsegmente 3 ist' eine kreisförmige profilierte Führungsbahn eingearbeitet, die zusammen mit den Stirnflächen der starren Arme und der Zentralkörperbüchsen 2 sowie den großen und kleinen quadratischen Torsprüngen 9 und 11 drei kreisförmigeiidentische, profilierte Gleit- und Pührungs bahnen bilden* Diese drei Bahnen schneiden sich einander im Achsenmittelpunkt der Arme des Zentralkörpers 1 und stehen zueinander senkrecht» In den Gleit- und Führungsbahnen sind entsprechend profilierte Innenstege 8 je zweier nebeneinander bzw· übereinander angeordneter Gleitkörper 4 geführt. Dadurch, daß die Länge der kreisförmigen Innenstege 8 größer als die Kantenlänge des quadratischen Querschnittes der starren Arme bzw. der Zentralkörperbuchsen

ν ' ' . .'. ' . "

2 ausgeführt ist, greift beim Verdrehen des Körpers immer ein Innensteg 8 in die kreisförmige profilierte Führungsbahn des gegenüberliegenden Gleitsegmentes 3 ein bevor er aus der Führungsbahn des anderen Gleitsegmentes ^..keraustrit-t· Die Gleitkörper 4 weisen die Form einer dreiseitigen hohlen Pyramide auf,wobei in der zum Mittelpunkt des Zentralkörpers gerichteten. Pyramidenspitze eine halbkreisförmige Öffnung zur Aufnähme jeweils dreier Gleitsegmente vorgesehen ist* Am Auslauf und in der senkrechten Symetrieachse' dieser halbkreisförmigen Öffnung sind drei rechteckige Aussparungen ausgebildet· Diese Aussparungen sind so bemessen, daß: sie gleich der Lange des großen quadratischen Vorsprungs 9 und der halben Kantenlänge des quadratischen Querschnittes der \ starren Arme bzw_# der Zentralkörperbuchsen 2 sind. In den drei Gleit- und Führungsbahnen sind insgesamt acht Gleitkörper 4 geführt. !fach dem Zusammenbau des Zentralkörpers mit den starren Armen und dendrehbeweglichen Zentralkörperbuchsen mit den Gleisegmenten 3 und den'Gleitkörpern 4 erhält man einen Grundkörper in Form eines regulären Oktaeders, der in drei Drehebenen und in Winkeln voa 90°, 180°, 270° und 360° verdreht werden kann. Die noch offenen Außenseiten ..eines jeden Gleitkörpers werden bei der Ausführungsvariante Tetraeder mit insgesamt vier dreieckigen ebenen Abdeckelemen-

237 3 1 5

ten 5 und vier Tetraederspitzen 6 verschlossen; wodurch bei formgerechter Platzierung dieser Teile das in Pig· 1 und 9 dargestellte Tetraeder mit insgesamt 16 dreieckigen Einzelflächen entsteht* Jede der vier Tetraederflächen besteht dabei aus vier identischen dreieckigen Teilflächen, die je Tetraederfläche einheitlich und zu den übrigen Tetraederflächen unterschiedlich mit Symbolzeichen versehen sind, z« B-. mit unterschiedlichen Farben, farblichen Punkten, Zah-' len oder Illustrationen. In Fig, 5 ist die Anordnung des oktaederförmigen Grundkörpers im Innern des Tetraeders sowie die Drehachsen X, Y, Z dargestellt· Der Grundkörper befindet sich dabei Ln einer solchen Lage, daß die Drehachsen X, Y, Z-durch die Kantenmittelpunkte des Tetraeders verlaufen* Die Drehebenen der X-Achse wird dabei begrenzt durch die Punkte A, S, O, F, Die Drehebene aes Y-Achse wird durch die Punkte, A, B, D, C gebildet und die Drehebene der Z-Achse wird durch die Punkte E, B, F, D dargestellt· Hg· 6 zeigt eine ausgeführte Drehung von 4 Teilkörpern und.8 dreieckigen Einzelflächen um die Y-Achse* Fig» 7 und 8 zeigen die Drehung um die Z-Achse bzw· X-Achse, Fig* 9 zeigt das Tetraeder in dreidimensionaler Darstellung und In Ausgangs lage für die Verdrehung* In Fig.· 10 ist die entstandene neue äußere Körperform dargestellt, die durch Verdrehung der Ausgangslage gemäß Fig.* 9 um 90° gebildet wird* Verdreht man die Körperform gemäß Fig, TO um weitere 90° so erhält man eine neue Körperform, die in Fig, 11 gezeigt ist· Die Körperform gemäß Fig, 12 entsteht, wenn die Körperform gemäß Fig· 10 um 180° oder gemäß Fig* 11 um weitere 90° gedreht wird. Fig, und 14 zeigen weitere durch Verdrehung erzielbare neue Körperformen*

Für das Tetraeder'gibt es folgende Spielmöglichkeiten:

" ι - ' '

1,Bildung der Grundform Tetraeder oder anderer symetriseher Körper ohne Beachtung der Farben oder Symbole* Diese Spielmöglichkeit ist schon ;f or Kinder im Vorschulalter ..-geeignetο

£0 / O I Ό Ό . .

2. Bildung der Grundform Tetraeder mit vier dreieckigen Flächen mit jeweils gleicher Farbe oder Symbolen aus einer beliebig verdrehten Körperform»

3· Bildung von verschiedenen Körperformen mit symetrischer Farbanordnung

Für die Gewährleistung der angestrebten Drehung, in den drei Ebenen ist es !wesentlich, daß der Zentralkörper 1 mit seinen drei starren Armen zusammen mit den drehbaren Zentralkörperbuchsen 2 durch seine Form die räumliche Anordnung der Gleitsegmente 3 zueinander bestimmt« Dabei greift ein Gleitsegment mit seinem erhöhten Rand, der durch die ausgebildete kreisförmige Führungsbahn gebildet wird, über die Innenstege 8 zweier benachbarter Gleitkörper 4 und hält sie in einer Richtung zusammen* Da jedoch in jeden Gleitkörper 4 drei GIeitsegmente 3 eingreifen, ist ein Zusammenhalt des gesamten Qktaederförmigeη Grundkörpers Ln allen drei Koordinatenachäen gewährleistet. Um beim Verdrehen des Grundkörpers eine Veränderung der Übereinstimmung der Lage der Achsen des Zentralkörpers 1 mit den Achsen der Drehebenen(X* Y, Z) zu verhindern, sind an den drei starren Armen.des Zentralkörpers 1 die erwähnten großen quadratischen Vorsprünge 9 ausgebildet, die in die Aussparungen 10 eines Gleitkörpers 4 eingreifen* Der Zentralkörper i besitzt dadurch die gleiche Lage zu diesem Gleitkörper 4. Die kleinen quadratischen Vorsprünge 11 an den Stirnflächen der starren Arme und der Zentralkörperbuchsen 2 verhindern bei einer Drehung des Grundkörpers in, einer Ebene ein gleichzeitiges Verdrehen des Grundkörpers in den zwei anderen Ebenen* Anderenfalls wurden die Innenstege 8 der Gleitkörper 4 beim Verdrehen der zweiten Ebene nicht wieder in die Gleit- und Führungsbahnen des GIeitsegmentes 3 eingreifen und der Zusammenhalt der Gleitkörper 4 ginge verloren· Wird der in Fig. 3 dargestellte linke: Teil· des Grundkörpers Oktaeder, der vier Gleitkörper: 4 aufweist, beispielsweise·. . um die .horizontale X-Achse (Fig, 2 und 5) verdreht, so verändert der Zentralkörper 1 mit seinen drei starren 'Armen seine Lage nicht und auch zwei der.drehbaren Zentralkörper-

23 7 3 Vb

-." 13

büchsen 2 bleiben bei dieser Drehung starr. Lediglich die linke,um die X-Achse drehbare Zentralkörperbuchse 2 dreht sich auf den linken horizontalen Drehzapfen 7 des Zentralkörpers 1 zusammen mit den auf ihren vier Mantelflächen angeordneten vier GIeitSegmenten 3 und den dazugehörigen vier Gleitkörpern* Dabei bilden die senkrecht zur X-Achse angeordneten vier Gleitsegmente 3 mit den Stirnflächen zweier starrer Arme sowie zweier Zentralkörperbuchsen 2 eine GIeit und Führungsbahn in der die Innenstege 8 der linken vier Gleitkörper 4 in Winkeln von.0° bis 360° verdreht werden können· Die ebenfalls in der Gleit- und Führungsbahn eingreifenden Innenst^ge 8 des rechten Grundkörperteiles bleiben dagegen starr und bewegen sich bei dieser Drehung nicht, Soll nunmehr der rechte Teil des Grundkörpers gedreht werden, so bleibt die linke, um die X-Achse drehbare Zentralkörperbuchse 2 starr und der rechte Teil dreht sich mit seinem linken Drehzapfen in der linken Zentralkörperbuchse 2* Dabei werden nicht nur die drei starren Arme und zwei Zentralkörperbuchsen 2 sowie vier Gleitsegmente 3 und vier Gleitkörper 4 sondern auch die vier Gleitsegmente 3, die zusammen die entsprechende Gleit- und Führungsbahn bilden, um die X-Achse gedreht.« \

Analog ist die Funktionsweise, wenn der obere oder untere Teil des oktaederförmigen Grundkörpers, verdreht werden soll· Nach einer anderen Ausführungsvariante werden bei dem Grundkörper sämtliche noch offene Außenseiten der acht . Gleitkörper mit dreieckigen, ebenen Abdeckelementen 5 unlösbar, verschlossen, so daß ein relativ kleines, handliches Oktaeder entsteht, dessen Außenmaße ca* 4 cm betragen können* In dieser Ausführungsvariante ist das erfindungsgemäße' Spielzeug als Anhänger z„ B* Schlüsselanhänger verwendbar* Die dreieckigen Einzelflächen können z* B* in jeder Ecke > mit unterschiedlichen farbigen Punkten versehen werden, wobei der Spielreiz darin besteht, die Punkte durch entsprechende Drehung so zu ordnen, daß an jeder Spitze des Oktaeders die Punkte die gleiche Farbe einnehmen. Dieses mit" ebenen Abdeckelementen 5 unlösbar verschlossene Oktaeder kann nach einem weiteren Ausführungsbeispiel als Grund-

.... . . LOi O I D O

: '. .. ' '" 14

körper verwendet werden auf dessen dreieckige Außenfläche lösbar z· B. durch eine Stiftverbindung¹ und damit auswechselbar andere Teilkörper beliebiger Außenoberfläche aber mit entsprechender dreieckiger Grundfläche aufgesetzt werden können« Bei Verwendung desselben oktaederförmigen Grundkörpers können eine Anzahl verschiedenartiger äußerer Körperformen entstehen* Werden beispielsweise auf die acht Außenflächen des Oktaeders Tetraederspitzen aufgesetzt, so - entsteht eine sternförmige äußere Körperform. Setzt,man auf die acht Oktaederflächen Teilkörper mit sphärischer Außenoberfläche auf, so entsteht eine Kugel oder ein anderer sphärischer Körper, der in drei Drehebenen verdrehbar ist.» An die Außenoberfläche der aufsetzbaren Teilkörper können sich auch dreiseitige Mantelflächen anschließen, wodurch die Größe des Gesamtkörpers entsprechend ausgebildet werden kann* Werden beispielsweise zur Ausbildung einer Kugel acht Teilkörper in Form von Kugelkalotten aufgesetzt, so entspricht der Kugeldurchmesser lediglich der räumlichen Diagonalen des Grundkörpers Oktaeder· Der Kugeldurchmesser wird entsprechend größer, wenn die Teilkörper aus Kugelkaloi;ten und· daran anschließenden Mantelflächen, bestehen* Die Außenoberfläche der Teilkörper kann auch unregelmäßig oder amorph ausgebildet sein, z· B* wenn der Gesamtkörper des Spielzeuges eine verkleinerte !fachbildung eines Haustieres ist, die aus acht unterschiedlichen Teilkörpern besteht· letztlich können eine Anzahl verschiedener Teilkörper zusammen mit dem oktaederförmigen Grundkörper zu einem Baukasten zusammengefaßt werden, so daß sich der Spieler die verschiedenen äußeren Körperformen selbst zusammenstellen kann» Selbstverständlich können die Teilkörper auch ohne Zwischenschaltung von ebenen Abdeckelementen 5 unlösbar auf die offenenOktaederflachen aufgesetzt werden* In diesem Falle entsteht aber'.'Jeweils- eine in sich geschlossene Körperform, dessen Teilkörper nicht ausgetauscht werden können*

Claims (1)

1. Br find uns; s ans pr u ch

   Dreidimensionales logisches und konstruktives Spielzeug mit regelmäßiger, halbregeiaiäßiger, sphärischer oder amorpher äußerer Körperform, vorzugsweise in Form eines . Tetraeders, wobei der Körper aus gegeneinander drehbswegiichen Teilkörpern/ zusammengesetzt ist und iia räumlichen Körperiaittelpunkt ein sechsar.miger Zentralkörper mit rechtwinklig zueinander stehenden Armen angeordnet ist, gekennzeichnet dadurch, daß alle sechs Arme des Zentralkörpers (i) gleichen quadratischen Querschnitt und gleiche Länge aufweisen und drei identische, starre zueinander¹senkrechte Arme an. ihrer Stirnseite mit einem großen quadratischen Vorsprung (9) sowie diesem diagonal gegenüber ein kleiner quadratischer Vorsprung (.11 ) versehen sind und die drei weiteren Arme je aus einer Zentralkörperbuchse (2) bestehen, die drehbar und aerial durch eine nichtlösbare Verbindung gesichert auf einen ^Drehzapfen (7) angeordnet ist, wobei in den Eckpunkten der quadratischen Stirnseite der Zentralkörperbuchse (2) vier kleine quadratische Vorspränge (11) ausgebildet sind und daß sich in den freien Räumen zwischen den rechteckigen Mantelflächen der Arme des Zentral körpers (1) und/oder der Zentralkörperbuchsen (2) zwölf kreissegmentartige Gleitsegmente (3) befinden, in deren kreisförmiger Außenfläche eine kreisförmige profilierte Führungsbahn eingearbeitet ist, die zusammen mit den Stirnflächen der starren Arme des Zentralkörpers (i) und den Stirnflächen der Zentralkörperbuchsen (2 ) drei kreisf örtu.ige identische profilierte .Gleit;- und Pülirungsbahnen bilden, die sich einander im Achstnittelpunkt der Arrne , des Zentralkörpers (1) schneiden und zueinander senkrecht stehen, wobei in den,Gleit- und Pühruhgsbahnen entsprechend profilierte Innenstege (S) je zweier nebeneinander ,bzw, übereinander.. angeordneter Gleitkörper (k) in Form einer, dreiseitigen Pyramide geführt sind, und daß in der --zum Hittelpunkt des' . Zentralkörpers (1) gerichteten Pyramidenspitze des -"Gleit.- ' körpers, (if), eine. lialbkreisf öraige Cf fnun.g zur'Aufnähme jeweils dreier" Gloitsegtnente (3). sowie an Auslauf der kreis-.ioraigen Öffnung und in deren senkrechter Sytnnietrieachse :

   I ό Ί .-Ο 15 . ö

   drei rechteckige Aussparungen ausgebildet sind, die gleich der Länge des großen quadratischen Yorsprunga (9) und der halben Kantenlänge des quadratischen Querschnitts der Arme sind, so daß die acht Gleitkörper (h), die zusammen einen Grundkörper in Form eines regulären Oktaeders bilden, um drei senkrecht zueinanderstehende Raumachsen (X,Y,Z) gegeneinander in Winkeln von 90°, 180°,2 70° und 3ö0 drehbar ausgebildet sind und verschiedenartige Konfigurationen der acht Teilkörper ausbildet und daß ferner die außeniiegende Seite jedes Gleitkörpers (k) unlösbar einem Abdeckelement (5) verbunden ist«

   2» Dreidimensionales logisches und konstruktives Spielzeug nach -Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß auf dern Abdeckeleiaent (5) ein ebenes dreieckiges Blättchen und/oder ein Körper beliebiger Außenfläche und farblicher Gestaltung, njit und ohne dreiseitiger Mantelfläche, als zweckmäßiger Bestandteil der Gesacitkörperoberflache des Spielzetiges lösbar und damit auswechselbar angeordnet ist,

   3. Dreidiinensionaies logisches und konstruktives Spielzeug nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Kantenlänge des großen quadratischen VorSprungs (9) nicht größer als die halbe Kantenlänge des quadratischen Querschnitts der Arme des Zentralkörpers (1 ). bsrs. der Zentralkörperbuchse (2) ist, .-· '. . '" ','.- '

   h, dreidimensionales logisches und konstruictives Spielzeug nach Funkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Länge der krsisförniigen Innenstege größer als die ICantenläng-e des quadratischen Querschnitts der Arme des Zentralkörpers (1) bzis . Zentralk or per büchsen (2 ) .ist»

   5· Dreidiinensionaies.logisches und konstruktives Spielzeug nach Punkt. 1, gekennzeichnet dadurch, daß eines der Gleitsegniente (3) parallel zur Kreissegmentflache in ζήθχ identische Teile getrennt ausgeführt ist, die nach der Montage an der Trennüngssteile nicht lösbar verbunden sind.