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Die Erfindung betrifft beliebig viele
räumlich nebeneinander
anordbare geometrische Körper
als Puzzleteile mit rasterförmig
angeordneten Öffnungen von
einer oder mehreren Röhren,
so daß in
einem Gebilde von mehreren derartigen Körpern entweder ein oder mehrere
durchgehende oder sich verzweigende, beispielsweise möglichst
lange oder möglichst
kurze, Röhrengänge zum
Durchlauf einer Kugel entstehen.
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Das dreidimensionale Röhrenpuzzle
ist ein Logikspiel zur Förderung
des räumlichen
Vorstellungsvermögens
für den
Einsatz im heimischen, schulischen oder gesellschaftlichen Bereich,
beispielsweise zur Durchführung
von Einzel- oder Gruppenwettbewerben. Als geometrische Körper für das dreidimensionale
Röhrenpuzzle
kommen alle Formen in Frage, die sich räumlich lückenlos aneinander anfügen lassen.
Die interessantesten Körper
sind hierbei zweifellos die Isokaeder (Tetraeder, Hexaeder, Oktaeder,
Dedokaeder und Isokaeder), von denen sich aber nur die Hexaeder
(Würfel)
ohne Hinzufügen
anderer Zwischenkörper
in beliebigen Positionen lückenlos
aneinanderreihen lassen. Es lassen sich aber beispielsweise Tetraeder
und quadratische Pyramiden, deren Seitenflächen gleichseitige Dreiecke
von der Größe der Tetraderseitenfläche sind,
lückenlos
zusammensetzen, wodurch ein sehr interessantes, das räumliche
Denken stark fördernde,
Röhrenpuzzle
entsteht.
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Für
das Prinzip von dreidimensionalen Röhrenpuzzeln kommen auch solche
Körper
in Frage, die sich säulenförmig aneinanderfügen lassen,
z.B. Zylinder mit einem symmetrischen Sechseck oder gleichseitigem
Dreieck als Grundfläche
oder achteckige Zylinder in Verbindung mit quadratischen Zylindern,
d.h. auch diese Körper
sind für
ein dreidimensionales Röhrenpuzzle
geeignet. Gleichermaßen
ließen
sich weitere geometrische Körper
aufzählen,
die ebenso lückenlos
zusammenfügbar
sind.
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Es ist eine Vielzahl von dreidimensionalen Puzzeln
bekannt, bei denen entweder Teile zu einem bestimmten Gebilde, mit
evtl. besonderen Eigenschaften, zusammengesetzt werden müssen (z.B.
in der
DE 84 35 632 ,
EP 0183 906 ,
DE 200 07 906 ,
DE 296 08 948 ,
EP 0 726 798 ,
DE 40 01 694 und
DE 9012 477 beschrieben), Teilkörper in
einem Gesamtkörper
zu einer bestimmtem Anordnung verschiebbar sind (z.B. in der
DE 41 06 826 und
DE 42 36 054 beschrieben),
Teilkörper
um einen Kern drehbar sind (z.B. in der
DE 81 02 717 ,
DE 31 03 583 ,
EP 0 057 376 und
EP 0 075 959 beschrieben und der bekannte Rubik-Würfel) oder
eine Kugel von einem Eingang durch ein Kammern- oder Röhrenlabyrinth
zu einem Ausgang jongliert werden muß, indem das zugehörige Gebilde
hierfür
entsprechend gedreht und gekippt wird (z.B. in der
DE 33 34 360 ,
DD 287 659 ,
DE 40 21 531 und
DE 41 01 589 beschrieben).
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All diesen bekannten dreidimensionalen Puzzeln
ist gemeinsam, daß sie
auf eine bestimmte Größe beschränkt sind,
da entweder ein räumlich eingegrenztes
Zielobjekt entstehen soll, oder für deren Handhabung stets das
gesamte Gebilde bewegt werden muß.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist
es, durch Nebeneinandersetzen von geometrischen Körpern mit
einer oder mehreren, sich evtl. verzweigenden Röhren, ein beliebig großes Gebilde
zu schaffen, in dem ein oder mehrere durchgehende, oder sich auch verzweigende,
Röhrengänge entstehen,
durch die jeweils eine Kugel laufen kann. Eine damit realisierbare Spielidee
könnte
nun darin bestehen, daß zwei
Gruppen von Spielern jeweils eine vorgegebene Anzahl von Körpern so
zusammensetzen, daß von
einer Eintrittsöffnung
zu einer beispielsweise räumlich
diagonal liegenden Austrittsöffnung
ein möglichst
langer oder möglichst
kurzer Röhrengang
entsteht. Hierfür wird
mit einer Stoppuhr die jeweilige Durchlaufzeit der Kugel gemessen.
Eine weitere Spielidee könnte sein,
daß beispielsweise
vier Spieler ein gemeinsames Gebilde, z.B. einen hochkant stehenden
Quader, zusammensetzen, in dem jeder Spieler seinen Röhrengang
mit zugehörigem
räumlich
diagonal angeordneten Ein- und Ausgang realisiert.
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Verfügt ein Röhrenkörper über beispielsweise eine Verzweigung
des Röhrengangs,
können auch „Wetten" über den
Austritt der Kugel an der einen oder anderen Austrittsöffnung abgeschlossen werden.
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Diese, der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe,
wird durch Ausgestaltung nach den Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.
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Das erfindungsgemäße dreidimensionale Röhrenpuzzle
zeichnet sich vorteilhaft durch folgende Eigenschaften aus:
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- 1. Die einzelnen Puzzleteile in Form von Röhrenkörpern verfügen über eine
oder mehrere, sich evtl. im Röhrenkörper verzweigende
Röhren,
deren Öffnungen
rasterförmig
an beliebigen Stellen der Seitenflächen angeordnet sind.
- 2. Das Raster für
die Anordnung der Röhrenöffnungen
muß auf
allen nebeneinander anordbaren Seitenflächen gleich und flächensymmetrisch
sein, damit die Röhrenkörper beliebig
räumlich
aneinander gefügt
werden können.
- 3. Der Durchmesser einer Röhre
muß an
allen Stellen gleich groß sein,
damit die Kugel sich nicht im Röhrengang
verklemmt.
- 4. Der Eintrittswinkel einer Röhre muß rechtwinklig zur betreffenden
Seitenfläche
des Röhrenkörpers sein,
damit die Kugel sich nicht beim Übergang
von einem zum nächsten
Röhrenkörper im
Röhrengang verklemmt.
- 5. Eine Röhre
kann zwei beliebige Öffnungen
von verschiedenen Seitenflächen
oder auch auf der gleichen Seitenfläche miteinander verbinden,
sofern hierbei die Bedingung aus Pkt. 4 nicht verletzt wird.
- 6. Im allgemeinen werden die Röhren eine Krümmung aufweisen,
mit der ein Gefälle
für den
Durchlauf der Kugel durch den Röhrengang
entsteht.
- 7. Die Röhrenkörper können aber
auch Röhren
ohne Krümmung
besitzen, mit denen entweder waagerechte oder senkrechte Röhrengangabschnitte
realisierbar sind. Hierbei ist auch ein Körper sinnvoll, der so viele
parallel verlaufende Röhren
aufweist wie Rasterschnittpunkte auf einer Seitenfläche existieren (Verlängerungskörper). Bei
waagerechter Anordnung dieses Röhrenkörpers muß der Schwung
der angekommenden Kugel aber ausreichen, um die betreffende Röhre gänzlich zu
durchlaufen.
- 8. Damit die waagerecht und senkrecht zu einem Gebilde zusammengesetzten
Röhrenkörper sich
nicht zueinander verschieben und insbesondere bei zwei nebeneinander
stehenden Säulen
von Körpern
deren Fertigungstoleranzen sich nicht so summieren, daß ein höher gelegener
Röhrengang
einen Sprung an der Übergangsstelle
zwischen zwei Körpern
aufweist, können
die Röhrenkörper über Verbindungsstifte
miteinander verkoppelt werden. Hierfür verfügt jede Seitenfläche eines
Röhrenkörpers über wiederum
rasterförmig
symmetrisch angeordnete Bohrungen, in die die straff passenden,
aber dennoch leicht herausziehbaren, zylindrischen Verbindungsstifte
anzahlmäßig nach
Ermessen des Spielers gesteckt werden können (z.B. ein Stift je Seitenfläche).
- 9. Die Röhrenkörper können aus
verschiedenen Materialien, z.B. PVC, Acryl, Glas oder Pur-Schaum
hergestellt sein. Bei Verwendung eines durchsichtigen Materials
läßt sich
der Röhrenverlauf
besser nachvollziehen.
- 10. Die Röhrenkörper können in
verschiedenen Farben ausgeführt
sein, damit zusätzlich
zum durchgehenden Röhrengang
auch farbliche Muster auf der Oberfläche des zusammengefügten Röhrenkörpergebildes
realisiert werden können,
oder die farblichen Röhrenkörper dienen
beispielsweise dazu zu überprüfen, daß bei einem
gemeinsam von mehreren Spielern zusammengesetztes Gebilde jeder
Teilnehmer die gleiche Anzahl von Röhrenkörpern verbaut hat.
- 11. Als Ergänzungskörper können die
Puzzleteile auch ohne Röhren
ausgeführt
sein.
- 12. Die Röhrenkörper können beispielsweise
für den Heimgebrauch
relativ kleine Abmessungen oder beispielsweise für die Anwendung bei öffentlichen
Spielewettbewerben im Freien oder in Sälen relativ große Abmessungen
aufweisen.
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Die Erfindung soll nachstehend an
drei Ausführungsbeispielen
und drei Anwendungsbeispielen dargestellt werden.
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Für
ein Röhrenkörpergebilde,
bestehend nur aus Würfeln,
zeigen:
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1 die
Ausführung
eines Röhrenkörpers in
Form eines Würfels
mit zwei Röhren;
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2 ein
Gebilde aus 64 Röhrenwürfeln nach 1 zu einem Gesamtwürfel zusammensetzt mit
einem angedeuteten Röhrengang
und
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3 ein
Gebilde aus 96 Röhrenwürfeln nach 1 zu einem Quader zusammengesetzt
mit vier angedeuteten Röhrengängen.
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Für
ein Röhrenkörpergebilde,
bestehend aus Tetraedern und passenden quadratischen Pyramiden zeigen:
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4 die
Ausführung
eines Röhrenkörpers in
Form eines Tetraeders mit zwei Röhren;
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5 die
Ausführung
eines Röhrenkörpers in
Form einer quadratischen Pyramide, deren Seitenflächen gleich
große
Dreiecke wie der in 4 dargestellte
Tetrader aufweisen, mit ebenfalls zwei Röhren und
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6 ein
Gebilde aus 44 quadratischen Röhrenpyramiden
nach 5 und 40 Röhrentetraedern
nach 4 zu einer Gesamtpyramide
zusammensetzt mit einem angedeuteten, sich verzweigenden Röhrengang.
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Der Aufbau von dreidimensionalen
Röhrenkörpern als
Puzzleteile und deren Zusammenbau zu dreidimensionalen Röhrenkörpergebilden
wird nachfolgend im Detail erläutert.
Die 1 zeigt einen würfelförmigen Röhrenkörper, im
weiteren Röhrenwürfel 1 genannt,
auf dessen quadratischen Seitenflächen jeweils ein flächensymmetrisches
Raster 2 zur Anordnung der möglichen Röhrenöffnungen 3 angedeutet
ist. Der Durchmesser der Röhren
kann vom Hersteller des Röhrenpuzzles
frei gewählt
werden. Der abgebildete Röhrenwürfel 1 weist
zwei Röhren
auf. In der praktischen Ausführung
sind eine, zwei oder weitere, sich evtl. auch verzweigende, Röhren realisierbar.
An diesen Röhrenwürfel 1 können nun
weitere Röhrenwürfel 1 so
angeordnet werden, daß jeweils benachbarte
Röhrenöffnungen 3 gegenüber liegen. Es
kann aber auch ein Übergang
zu anders geformten Röhrenkörpern erfolgen,
wobei die aneinander liegenden Flächen die gleiche Form und das
gleiche Raster für
die Röhrenöffnungen 3 ausweisen
müssen.
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Um benachbarte Röhrenkörper zu einem relativ stabilen
Gebilde zu verbinden, verfügen
alle Seitenflächen über rasterförmig symmetrisch
angeordnete Bohrungen 4, in die jeweils ein Verbindungsstift 5 gesteckt
werden kann.
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In 2 wurden
von einem Spieler 64 Röhrenwürfel 1 zu
einem würfelförmigen Gebilde
zusammengesteckt, so daß die
Röhren
der einzelnen Würfel
einen zwischen zwei Röhrenöffnungen 3 räumlich diagonalen
durchgehenden Röhrengang 6 ergeben, welcher
je nach Spielanforderung möglichst
lang oder möglichst
kurz sein soll.
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In 3 haben
vier Spieler gemeinsam aus 96 Röhrenwürfeln ein
quaderförmiges
Gebilde zusammengesteckt, in dem jeder Spieler seinen eigenen, zwischen
zwei Röhrenöffnungen 3 räumlich diagonalen
Röhrengang 6 realisiert
hat.
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Die 4 zeigt
einen tetraederförmigen Röhrenkörper, im
folgenden Röhrentetraeder 7 genannt,
mit zwei, wie beim Röhrenwürfel 1 beschrieben,
angeordneten Röhren.
Der Röhrentetraeder 7 besitzt
für die
Verbindungsstifte 5 ebenso die Bohrungen 4.
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Die nach 5 abgebildeten pyramidenförmigen Röhrenkörper mit
quadratischer Grundfläche und
gleichseitigen Dreiecken als Seitenflächen, im folgenden Röhrenpyramide 8 genannt,
lassen sich mit den in 4 abgebildeten
Röhrentetraedern 7 lückenlos
aneinanderfügen,
sofern deren Dreiecksflächen
gleich groß sind.
Auch hier sind die Röhrenöffnungen 3 und
Bohrungen 4 sowohl auf der quadratischen Grundfläche als
auch auf den dreieckigen Seitenflächen rasterförmig symmetrisch
angeordnet.
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In 6 wurde
ein pyramidenförmiges
Gebilde aus den in 4 dargestellten
Röhrentetraedern 7 und
in 5 abgebildeten Röhrenpyramiden 8 zusammengesteckt,
wobei auch ein Puzzleteil mit einer sich verzweigenden Röhre verwendet
wurde. Es kamen 44 Röhrenpyramiden 8 und
40 Röhrentetraeder 7 zum
Einsatz. Das Ziel dieses Puzzles bestand beispielsweise darin, einen
möglichst
langen, sich einmal verzweigenden Röhrengang 6 von einer in
der Spitze liegenden Röhrenöffnung 3 zu
zwei in den unteren Ecken des pyramidenförmigen Gebildes liegenden Röhrenöffnungen 3 zu
schaffen.
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Bezugszeichen
- 1
- Röhrenwürfel
- 2
- Raster
- 3
- Röhrenöffnung
- 4
- Bohrung
- 5
- Verbindungsstift
- 6
- Röhrengang
- 7
- Röhrentetraeder
- 8
- Röhrenpyramide