DE202004012495U1

DE202004012495U1 - Toy building kit, to construct dimensional geometric shapes, has building blocks in a variety of geometric shapes to fit together for an understanding of crystal structures

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Publication number: DE202004012495U1
Application number: DE200420012495
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Priority date: 2004-08-10
Filing date: 2004-08-10
Publication date: 2004-11-11
Anticipated expiration: 2014-08-11

Abstract

The toy building kit, to construct dimensional geometric shapes, has building blocks of different geometries e.g. octahedron, tetrahedron and segments. Their surfaces have shapes and dimensions to fit against each other. In addition, there are combination blocks where the other shapes can be fitted to it. The container for the blocks has a cube shape. The blocks can be hollow with inner magnets, so that they are held together by magnetism.

Description

Die Neuerung betrifft einen Geometrischen Baukasten zum Aufbau räumlicher Konfigurationen mit einem Bausteinbehälter und Bausteinen unterschiedlicher geometrischer Form, wie Oktaeder, Tetraeder und Segmenten dieser Körper, die als gemeinsame Elemente Flächen einer entsprechenden Abmessung und Form aufweisen, an denen sie zusammenfügbar sind.The Innovation concerns a geometric construction kit for building spatial Configurations with one block container and different blocks geometric shape, such as octahedra, tetrahedra and segments of these Body, the surfaces as common elements have an appropriate dimension and shape on which they attachable are.

Aus der Deutschen Patentschrift DD 283776A5 ist bereits ein Spiel zum Legen von Bildern, Formen oder Mustern bekannt, das aus mehreren dreidimensionalen Teilen, wie Tetraedern und Oktaedern besteht, die auf verschiedene Art zusammengesetzt werden können, sodass unterschiedliche Formen, Bilder und Muster entstehen, die real oder nicht real existierenden Dingen entsprechen.Out the German patent specification DD 283776A5 is already a game for Laying out images, shapes or patterns known from several three-dimensional parts, such as tetrahedra and octahedra, that can be put together in different ways so that different forms, images and patterns emerge that are real or not correspond to actually existing things.

Ziel dieses Spieles ist es die schöpferischen Fähigkeiten von Kindern und Jugendlichen beim Legen von Bildern, Formen und Mustern zu stimulieren und sie in einer für Kinder und Jugendlichen geeigneten Form zur Entwicklung von Raumvorstellungen und konstruktivem Denken hinzuführen.aim this game it's the creative skills of children and adolescents when laying pictures, shapes and Stimulate patterns and use them in a suitable for children and adolescents Form for developing spatial ideas and constructive thinking to lead.

Aufgabe der vorliegenden Neuerung ist es dagegen, vorallem einen geometrischen Baukasten mit räumlichen Bauteilen zu schaffen, mit dem es möglich ist Raumgitterstrukturen von unterschiedlichen Körpern und Stoffen aufzubauen, um bessere Einblicke in die Kristalgeometrie zu geben.task The present innovation is against it, especially a geometric one Building kit with spatial To create components with which it is possible to create spatial lattice structures of different bodies and build up fabrics to better understand crystal geometry to give.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der geometrische Baukasten derart ausgebildet, dass er zusätzlich zu den Grundbausteinen Tetraeder, Oktaeder und davon abgeleiteten Bausteinformen, fest zusammengefügte Kombinationsbausteine enthält, an die die vorgegebenen Grundbausteine anfügbar sind und dass der Bausteinbehälter (1) würfelförmig ausgebildet ist.To solve this task, the geometric construction kit is designed such that it contains, in addition to the basic building blocks tetrahedron, octahedron and building block forms derived therefrom, permanently assembled combination building blocks to which the specified basic building blocks can be attached and that the building block container ( 1 ) is cube-shaped.

Eine weitere neuerungsgemäße Ausgestaltung des geometrischen Baukastens sieht vor, dass der erste Kombinationsbaustein aus acht einen Oktaeder einschließenden Tetraedern besteht (Durchdringszwilling).A further new design of the geometric construction kit provides that the first combination module consists of eight tetrahedra enclosing an octahedron (penetrating twin).

Weiter ist es vorteilhaft, den geometrischen Baukasten derart auszubilden, dass der zweite Kombinationsbaustein aus zwei gleichen Hälften eines mittig durchschnittenen, umgekehrt zusammengesetzten Durchdringungszwillings mit sechs halboktaederförmigen und acht geschlossen, tetraedertörmigen (20-27) Einschlüssen besteht.Further it is advantageous to design the geometric construction kit in such a way that the second combination module consists of two equal halves, one in the middle intersected, inversely composed penetration twin with six semi-octahedral and eight closed, tetrahedral (20-27) inclusions consists.

Bei einer weiteren Ausführung nach der Neuerung kann der Geometrische Baukasten auch so ausgestattet sein, dass der dritte Kombinationsbaustein sechs halboktaedertörmige und acht tetraederförmige Öffnungen enthält.at another version According to the innovation, the geometric construction kit can also be equipped in this way be that the third combination module six semi-octahedral and eight tetrahedral openings contains.

Ein weiterer zusätzlicher Baustein kann dann auch ein Rhomboeder sein, der aus einem Oktaeder und zwei Tetraedern zusammengefügt ist.On further additional The building block can then also be a rhombohedron consisting of an octahedron and put together two tetrahedra is.

Um die Anwendungsmöglichkeiten des neuerungsgemäßen Baukastens zu erweitern ist es auch möglich, dass Bausteine unterschiedlicher Größe aber gleicher geometrischer Gestalt einen Baukastensatz bilden.Around the possible uses of the modern construction kit it is also possible to expand that blocks of different sizes but the same geometric Form a modular set.

Dabei ist es von Vorteil, wenn das Verhältnis der unterschiedlichen Größen der Bausteine untereinander einer arithmetischen Zweierreihe entspricht. Die Bausteine können auch Hohlkörper sein. Damit wird ihr Gewicht verringert und gleichzeitig wird dadurch die Möglichkeit geschaffen in ihrem Inneren Magnete anzubringen, die eine Haftung der Bauteile untereinander bewirken.there it is beneficial if the ratio of the different Sizes of Modules correspond to one another in an arithmetic row of two. The Building blocks can also hollow bodies his. This will reduce their weight and at the same time will the possibility created inside to attach magnets that have a liability of the components with each other.

Ein erster weiterer Baustein besteht aus einem stehenden Quader mit quadratischer Grundfläche, der in Richtung einer Raum-Diagonale der Grundfläche von oben bis zur Grundfläche abgeschrägt ist.On The first further building block consists of a standing cuboid square base, which is tapered in the direction of a room diagonal of the base from the top to the base.

Ein zweiter weiterer Baustein ist ein Würfel, der ausgehend von der Diagonalen der Würfelseite bis zur Grundfläche abgeschrägt ist.On The second further building block is a cube, which starts from the Diagonals of the cube side up to the footprint bevelled is.

Wesentliche Vorteile dieses geometrischen Baukastens bestehen im Erhalt eines räumlichen Eindrucks vom atomaren bzw. molekularen Aufbau von Werkstoffen, wie z.B. Metallen. Dieser Baukasten ist daher vorteilhaft bei Forschungsprojekten oder zum Aufbau von Demonstrationsobjekten verwendbar. Er bildet durch die unterschiedlich ausgestalteten Bausteine eine große Vielfalt von Aufbaumöglichkeiten.basics The advantages of this geometrical construction kit are the maintenance of one spatial impression on the atomic or molecular structure of materials, e.g. Metals. This kit is therefore advantageous for research projects or Construction of demonstration objects can be used. He forms through that a wide variety of differently designed blocks of construction options.

Neben der Verwendung in der Forschung ist er auch vorteilhaft für Schulen und technische Lehranstalten zur Förderung des räumlichen Vorstellungsvermögens geeignet.Next When used in research, it is also beneficial for schools and technical schools to promote spatial imagination suitable.

Durch das Einbringen der unterschiedlichsten Bausteine in den würtelförmigen Behälter passend zu den Flächen, entsteht eine räumliche Anordnung die Einblick in die Kristall-Geometrie bzw. Winkel- und Flächengeometrie gleichseitiger Dreiecke gibt. Von Vorteil ist es, wenn der würfelförmige Bausteinbehälter auf mindestens einer Seitenwand eine fensterartige Öffnung hat und an seinen Seitenwänden abstehende Griffe angebracht sind. Dadurch wird der Aufbau einer vorgesehenen Struktur durch bessere Zugängigkeit erleichtert.By the introduction of a wide variety of building blocks into the cube-shaped container to the areas creates a spatial Arrangement the insight into the crystal geometry or angle and surface geometry equilateral triangles. It is advantageous if the cube-shaped block container at least one side wall has a window-like opening and protrudes from its side walls Handles are attached. This will provide a structure Structure through better accessibility facilitated.

An Hand der Ausführungsbeispiele nach den 1 – 13 wird die Neuerung näher erläutert:Using the exemplary embodiments according to the 1 - 13 the innovation is explained in more detail:

1 Vorderansicht und Draufsicht eines Tetraederbausteines 1 Front and top view of a tetrahedral building block

2 eine Vorderansicht, Draufsicht und Seitenansicht eines ¼ Oktaeders 2 a front view, top view and side view of a ¼ octahedron

3 eine Draufsicht und eine Vorderansicht eines 1/8 Oktaeders 3 a plan view and a front view of a 1/8 octahedron

4 eine Vorderansicht, Seitenansicht und Draufsicht eines aufrecht stehenden Oktaeders 4 a front view, side view and top view of an upright octahedron

5 eine Draufsicht und Vorderansicht eines ½ Tetraeders 5 a top view and front view of a ½ tetrahedron

6. eine perspektivische Darstellung einer im Baukastenbehälter angeordneten aus mehreren Bausteinen aufgebauten Struktur 6 , a perspective view of a structure arranged in the modular container made up of several building blocks

7 ein erster Kombinationsbaustein (Druckkreuzungs-Zwilling) 7 a first combination module (pressure crossing twin)

8 eine Draufsicht, Vorderansicht und eine Seitenansicht des zweiten Kombinationsbausteins 8th a plan view, front view and a side view of the second combination module

9 Perspektifische Darstellung eine Rhomboeders in einfacher Größe 9 Perspective representation of a rhombohedron in simple size

10 ein Grundriss und linker und rechter Seitenriss eines Rhomboedereinschlussbausteins 10 a floor plan and left and right side plan of a rhombohedral inclusion brick

11 eine perspektifische Darstellung des dritten Kombinationsbausteins 11 a perspective view of the third combination module

12 eine perspektifische Darstellung des würfelförmigen Behälters 12 a perspective view of the cube-shaped container

13 ein linker und rechter Seitenriss eines zweiten Einschlussbausteins 13 a left and right side elevation of a second inclusion brick

Die vier Flächen des Tetraeders nach 1 bestehen aus jeweils gleichseitigen Dreiecken, während in 2 ein Vierteloktaeder dargestellt ist, beide in Normalgröße. Dem gegenüber ist der Achteloktaeder in 3 in doppelter Größe gezeigt.The four faces of the tetrahedron after 1 consist of equilateral triangles, while in 2 a quarter octahedron is shown, both in normal size. In contrast, the eighth octahedron is in 3 shown in double size.

Ein aufrecht stehender Oktaeder ist in 4 abgebildet dessen acht Flächen ebenfalls aus gleichseitigen Dreiecken bestehen. Die 5 unterhalb zeigt einen ebenfalls im Baukasten verwendeten Halbaktaeder.An upright octahedron is in 4 pictured whose eight faces also consist of equilateral triangles. The 5 below shows a semi-octahedron also used in the kit.

Ein Anwendungsbeispiel für die gemeinsame Verwendung von kleinen und doppelt so großen Bausteinen in einem Baukasten wird an Hand der perspektifischen Darstellung nach 6 beschrieben. Im oben offenen würfelförmigen Bausteinbehälter 1 ist der große Oktaeder 1 auf zwei Seiten von jeweils einem Paar kleiner Oktaeder 3,4,5,6 eingerahmt. Zudem ist er an drei seiner Seiten von drei großen Tetraedern umgeben. Um den Aufbau im würfelförmigen Bausteinbehälter zu erleichtern werden mehrere Bausteine jeweils zu einem Kombinationsbaustein miteinander fest verbunden. Der Kombinationsbaustein ist jeweils im Zentrum des Aufnahmebehälters 1 aufgestellt und um ihn herum werden dann, je nach gewünschter Konfiguration einzelne weitere Bausteine angeordnet.An application example for the joint use of small and twice as large building blocks in a building block is based on the perspective representation 6 described. In the open, cube-shaped block container 1 is the big octahedron 1 on two sides of a pair of small octahedra each 3 . 4 . 5 . 6 framed. It is also surrounded on three sides by three large tetrahedra. To facilitate assembly in the cube-shaped block container, several blocks are firmly connected to each other to form a combination block. The combination module is in the center of the receptacle 1 set up and around it, depending on the desired configuration, individual additional modules are then arranged.

So zeigt 7 einen ersten Kombinationsbaustein 10 mit acht Tetraedern, die einen Oktaeder einschließen. Dadurch entstehen zwei Tetraeder 11,12 doppelter Bausteingröße, die sich gegenseitig durchdringen, ein sogenannter Durchdringszwilling.So shows 7 a first combination module 10 with eight tetrahedra that enclose an octahedron. This creates two tetrahedra 11 . 12 double block size that penetrate each other, a so-called penetration twin.

Den zweiten Kombinationsbaustein 13 zeigt die 8. Er entsteht durch Zusammenfügen von sechs Halboktaedern 14 – 17 mit ihren Spitzen, wobei rundum sechs halboktaederförmige Öffnungen 14 – 19 enststehen und weiter dadurch ebenfals auftretende acht abgedeckte tetraederförmige Öffnungen 20 – 27 (siehe auch 28). Das Zentrum besitzt die Koordinationszahl 12 was der Metall – Raumgitterstruktur entspricht.The second combination module 13 show the 8th , It is created by assembling six semi-octahedra 14 - 17 with their tips, with six semi-octahedral openings all around 14 - 19 arise and further also eight covered tetrahedral openings 20 - 27 (see also 28 ). The center has the coordination number 12 which corresponds to the metal space lattice structure.

9 zeigt einen weiteren Baustein, der als Rhomboeder ausgebildet ist. Er ensteht aus einem Oktaeder, dem jeweils an seinem zwei schräg gegenüberliegenden Flächen Tetraeder der gleichen Größenkategorie angefügt sind. 9 shows another block that is designed as a rhombohedron. It arises from an octahedron, to which two tetrahedra of the same size category are attached on its two diagonally opposite surfaces.

Zum Übergang von Rhomboedern zu Tetraedern und Oktaedern ist in 10 ein Rhomboedereinschlussbaustein in zwei Seitenrissen und einem Grundriss dargestellt. Er kann auch dazu verwendet werden, im Aufnahmebehälter bei in ihm aufgebauten Konfigurationen Lücken zu schliessen oder Abstützungen an dessen Wänden vorzunehmen.For the transition from rhombohedra to tetrahedra and octahedra is in 10 a rhombohedral inclusion block shown in two side elevations and a floor plan. It can also be used to close gaps in the receptacle with configurations built into it or to provide supports on its walls.

Er besteht aus einem stehenden Quader mit quadratischer Grundfläche, der in Richtung einer Diagonalen der Grundfläche bis zu dieser abgeschrägt ist. Die dadurch entstehende Fläche ist in ihrer Form identisch mit der Form der Seitenflächen eines Rhomboeders.He consists of a standing cuboid with a square base, the is tapered in the direction of a diagonal of the base area up to this. The resulting area is identical in shape to the shape of the side surfaces of a rhombohedron.

Eine Explosionszeichnung des dritten Kombinationsbausteins 28 ist in 11 gezeigt. Dieser dritte Kombinationsbaustein unterscheidet sich vom Zweiten nach 8 dadurch, dass auch die verdeckten acht tetraedertörmigen Öffnungen geöffnet sind. Die Einsteckmöglichkeit von sechs Oktaedern 29-34 ist rund um den dritten Kombinationsbaustein perspektifisch dargestellt. Ebenso können auch Halboktaeder in die entstandenen Öffnungen eingelegt werden. Zusätzlich ist auch noch das einführen von Tetraedern in die acht anderen jetzt geöffneten Öffnungen 20-27 möglich.An exploded view of the third combination module 28 is in 11 shown. This third combination module differs from the second one 8th in that the concealed eight tetrahedral openings are also open. The possibility of inserting six octahedra 29-34 is shown perspectively around the third combination module. Likewise, semi-octahedra can also be inserted into the resulting openings. In addition, there is also the introduction of tetrahedra into the eight other openings that are now open gene 20-27 possible.

Die beiden Seitenrisse und einen Grundriss eines abgeschrägten Würfels, der audgehend von der Diagonalen der Würfeldeckfläche bis zur Würfelgrundfläche abgeschrägt ist, ist in 12 dargestellt. Diese Schnittfläche des Würtels ist deckungsgleich mit den Flächen eines Tetraeders Der würfelförmige Bausteinbehälter ist so ausgeführt, dass ihm, bei richtiger Einordnung, ein Satz Bausteine lückenlos ausfüllen. Der oben offene Bausteinbehälter 1 weist an seinen vier Seiten jeweils Fenster 35-42 auf. Diese erleichtern die Zugänglichkeit beim Aufbau erwünschter oder beim experimentellen Auffinden neuer Konfigurationen. Zur besseren Handhabung sind an drei Seiten des Bausteinbehälters Griffe 43-47 angebracht.The two side elevations and a floor plan of a bevelled cube, which is bevelled from the diagonal of the top surface of the cube to the base of the cube, is in 12 shown. This cut surface of the cube is congruent with the surfaces of a tetrahedron. The cube-shaped block container is designed in such a way that, if it is correctly classified, a set of blocks will fill it completely. The block container open at the top 1 has windows on its four sides 35-42 on. These facilitate accessibility when setting up desired or experimentally finding new configurations. There are handles on three sides of the block container for better handling 43-47 appropriate.

Durch Einfärben der unterschiedlichen Bausteine mit unterschiedlichen Farben lassen sich auch ästhetische Effekte erzielen.By dye leave the different building blocks with different colors themselves also aesthetic Achieve effects.

11: Baukastenbehältermodular containers
22: Großer OktaederBig octahedron
33: Kleiner OktaederSmaller octahedron
44: Kleiner OktaederSmaller octahedron
55: Kleiner OktaederSmaller octahedron
66: Kleiner OktaederSmaller octahedron
77: Großer OktaederBig octahedron
88th: Großer OktaederBig octahedron
99: Großer OktaederBig octahedron
1010: Erster Kombinationsbaustein (Durchdringungszwilling)first Combination module (penetration twin)
1111: Großer Oktaeder (zusammengesetzt)Big octahedron (Compound)
1212: Großer Oktaeder (zusammengesetzt)Big octahedron (Compound)
1313: Zweiter Kombinationsbaustein second combining chip
14-1914-19: Halboktaederförmige Öffnungen (teilweise nicht sichtbar)Semi-octahedral openings (partially not visible)
20-2720-27: Verschlossene Tetraederförmige Öffnungen (teilweise nicht sichtbar)locked Tetrahedral openings (partially not visible)
2828: Dritter Kombinationsbausteinthird combining chip
29-3429-34: Oktaeder octahedron
35-4235-42: Fenster mit Bausteinbehälterwindow with block container
43-4743-47: Griffehandles

Claims

Geometric kit for building spatial configurations with a block container and blocks of different geometric shapes, such as octahedra and tetrahedra, and segments of these bodies, which have surfaces of a corresponding shape and dimension as common elements on which they can be joined, characterized in that it is in addition to the Basic building blocks tetrahedron, octahedron and derived block forms, permanently assembled combination blocks ( 10 . 13 . 28 ) to which the specified basic building blocks can be attached and that the building block container ( 1 ) is cube-shaped.

Geometric kit according to claim 1, characterized in that the first combination module ( 10 ) consists of eight tetrahedra enclosing an octahedron (penetrating twin)

Geometric building block according to claim 1, characterized in that the second combination building block from two equal halves of a centrally cut, reversely composed penetration twin ( 10 ) with six semi-octahedral ( 14-19 ) and eight closed, tetrahedral ( 20 - 27 ) Inclusions.

Geometric kit according to one of claims 1 and / or 3, characterized in that the third combination module ( 28 ) contains six semi-octahedral and eight tetrahedral openings.

Geometric construction kit according to one of the preceding Expectations 1-4 characterized in that another building block is a rhombohedron is composed of an octahedron and two tetrahedra.

Geometric kit according to one of claims 1-5 characterized in that blocks of different sizes however form a modular set of the same geometric shape.

Geometric kit according to claim 6, characterized in that the relationship of the different sizes of the Modules correspond to one another in an arithmetic row of two.

Geometric construction kit according to one of the preceding Expectations 1-7 characterized in that the building blocks are hollow bodies and there are magnets inside.

Geometric kit according to one of claims 1-8 characterized in that a first further building block is a standing one Cuboid with a square base is in the direction of a diagonal of the base of the cuboid surface up to this base area bevelled is.

Geometric construction kit according to one of the preceding Expectations 1-8 characterized in that a second additional building block cube that is beveled starting from the diagonal of the cube top surface to the base surface.

Geometric block according to one of claims 1-10, characterized in that the cube-shaped block container ( 11 ) on at least one egg has a window on the side wall ( 35-42 ).

Geometric building block according to claim 11, characterized in that protruding handles on its side walls ( 43-47 ) are attached.