DE4109907A1 - Bauspiel und spielzeug-bausteine dafuer - Google Patents

Description

Für die Förderung der kreativen Tätigkeit bei Kindern wie bei Erwachsenen steht bisher nur eine recht beschränkte Anzahl an Spielen zur Verfügung. In diesem Zusammenhang sei etwa an Geschicklichkeitsspiele erinnert, bei denen es sich darum handelt, bestimmte farbliche Kombinationen aus beweglich angeordneten Bausteinen aufzubauen. Auch gibt es einige Denkspiele, die auf dem Erraten bestimmter variabler Kombinationen von Bausteinen beruhen. Hingegen sind sehr wenige Spiele bekannt, die einer rein kreativen Tätigkeit förderlich sind und die nicht gleichzeitig eine bestimmte Zielkombination verlangen, sei dies nun ein bestimmtes Farbmuster, eine bestimmte räumliche Anordnung oder dergleichen.

Die nun vorliegende Erfindung ist als wesentliche Erweiterung des bestehenden Angebotes an rein kreativen Spielen zu verstehen.

Zu den heute bekannten Spielen gehören etwa die sogenannten Holzkniffelspiele, bei denen es darum geht, bestimmte vorgegebene Figuren aus einzelnen Teilen zusammenzusetzen. Die Variabilität der Figuren ist bei diesen Spielen zwar größer als bei herkömmlichen Puzzles, dennoch ist die Anzahl der Figuren relativ beschränkt.

Diese Spiele sind auch dadurch charakterisiert, daß die einzelnen Teile eine sehr unterschiedliche Form aufweisen. Da die Teile aus Holz gefertigt sind, können sie sich unter dem Einfluß verschiedener Luftfeuchtigkeitswerte verziehen. Das kann zur Folge haben, daß die Teile nicht mehr vollständig ineinander passen.

Neben dem "Lego"-System ist kein Bausteinsystem bekannt, das lediglich aus verschieden großen Bausteinen besteht, die sich außer in ihrer Größe durch nichts voneinander unterscheiden und die infolge ihrer Formschlüssigkeit zu beliebigen räumlichen Strukturen und Figuren zusammengestellt werden können.

Die vorliegende Erfindung besteht aus zwei verschieden großen Bausteinen gemäß den Fig. 1 und 2. Wie den Darstellungen zu entnehmen ist, stimmen die Bausteine in ihrer äußeren Form völlig überein. Die Bausteine lassen sich formschlüssig miteinander verbinden. Ein Baustein besteht aus einem flachen, quaderförmigen Körper, der gegen außen mit zwei Vorsprüngen versehen ist. Im Längsschnitt weisen die Vorsprünge die Form eines Vierecks mit mindestens einem 90-Grad-Winkel auf. Beide Vorsprünge sind nach außen geneigt, zur inneren Seite des Baustein-Körpers fallen sie senkrecht ab, d. h. sie bilden auf der Innenseite einen rechten Winkel mit der Oberfläche des Baustein-Körpers.

In ihrem Scheitelbereich sind die beiden Vorsprünge abgeflacht, sie weisen also eine schmale Fläche auf, die parallel zur Oberfläche des Baustein-Körpers verläuft.

Die Breite b und die Tiefe d (s. Fig. 1) ist bei jedem Baustein-Körper gleich und gegeben durch eine Beziehung, welche die Breite b, die Tiefe d sowie den Abstand der Innenseiten beider Vorsprünge X (bei den großen Bausteinen) bzw. Y (bei den kleinen Bausteinen) miteinander verknüpft. Diese Beziehung lautet für die kleinen Bausteine:

Y = b + 2*d + Toleranz

Für die großen Bausteine lautet die entsprechende Beziehung:

X = 3*b + 4*d + Toleranz

In Worten: Der Abstand zwischen den Innenseiten der Vorsprünge eines kleinen Bausteines, Y, ist gleich der Summe aus der Breite, b, und der doppelten Tiefe des Bausteines, 2*d, sowie einem Toleranzwert.

Der Abstand zwischen den Innenseiten der Vorsprünge eines großen Bausteines, X, ist gleich der Summe aus der dreifachen Breite, 3*b, der vierfachen Tiefe, 4*d, und einem Toleranzwert.

Es existiert ein Abschluß-Baustein, der aus zwei Untereinheiten (s. Fig. 3a, 3b) durch einfaches Zusammenschieben aufgebaut wird und dann in seiner Form völlig identisch ist zu den anderen Bausteinen.

Die beiden Untereinheiten sind derart geformt, daß sie sich problemlos zusammenschieben lassen. Jede der beiden Untereinheiten weist einen zahnförmigen Vorsprung auf, der sich auf einem quaderförmigen Teil befindet. In einer Untereinheit ist eine in der Längsrichtung derselben verlaufende Aussparung eingelassen. Diese Aussparung ist in ihren Dimensionen gerade derart bemessen, daß die zweite Untereinheit mühelos in die Aussparung eingesteckt werden kann.

Die Funktion des Abschluß-Bausteines besteht darin, beim Aufbau größerer Strukturen den Zusammenhalt aller Bausteine zu gewährleisten. Nachdem der Abschluß-Baustein in eine bestehende Struktur eingesetzt worden ist, läßt sich dieselbe nur durch größeren Kraftaufwand wieder in die einzelnen Bauteile zerlegen.

Entfernt man andererseits den Abschluß-Baustein aus einer bestimmten Struktur, indem man eine Schiebebewegung ausführt und damit den Abschluß-Baustein in seine beiden Untereinheiten zerlegt, so können die anderen Bausteine mühelos und ohne großen Kraftaufwand entfernt werden.

Die Zerlegung einer bestehenden Struktur kann auch ausgeführt werden, ohne daß der Abschluß-Baustein in seine beiden Untereinheiten zerlegt wird. Dazu ist allerdings ein größerer Kraftaufwand erforderlich. Man erreicht eine derartige Zerlegung, indem man eine einfache Kippbewegung ausführt (s. Fig. 5). Allerdings lassen sich nicht alle Bausteine innerhalb einer bestimmten Struktur auf diese Weise entfernen. Hierzu sowie zum weiteren Verständnis des Aufbauprinzips werden im folgenden 2 Beispiele für den Aufbau räumlicher Strukturen gegeben.

Beispiel 1 (s. Fig. 4a, b, c)

Zum Aufbau dieser einfachen Struktur benötigt man zwei große sowie 6 kleine Grundbausteine. Ein Abschluß-Baustein wird nicht notwendigerweise benötigt. Zunächst werden die beiden großen Bausteine 1, 2 parallel zueinander aufgestellt. Dabei sollen die beiden nicht ebenen Oberflächen mit den Zähnen einander gegenüberstehen, d. h. sie sollen auf die Innenseite der entstehenden Struktur zu liegen kommen. Ein kleiner Baustein 3 wird sodann zwischen die beiden großen Bausteine geschoben, so daß jener mit seiner flachen Außenseite auf die beiden unteren, nach innen gerichteten Zähne der beiden großen Bausteine zu liegen kommt. Die Struktur ist in diesem Stadium noch nicht stabil, es erfordert daher zunächst eine gewisse Geschicklichkeit, dieselbe aufzubauen. Je mehr Bausteine an ihren vorgesehenen Platz zu liegen kommen, um so stabiler wird die gesamte Struktur jedoch.

Die Zähne des eingefügten kleinen Bausteines ragen etwas über die Außenkanten der beiden großen Bausteine hinaus. Es bleibt gerade genügend Zwischenraum, daß zwei weitere kleine Bausteine, 4, 5, von außen her mit ihrer schmalen Kante in diesen Zwischenraum eingeschoben werden können. Die Zähne dieser weiteren Bausteine zeigen zur Mitte der Außenseite der beiden großen Bausteine.

Um die Struktur zu stabilisieren, hält man die eingefügten Bausteine mit zwei Fingern fest. Danach kippt man die Struktur um 180 Grad, die beiden oberen, nach innen gerichteten Zähne der großen Bausteine 1, 2 kommen nun nach unten zu liegen. Nach demselben Verfahren wie vorhin werden nun weitere drei kleine Bausteine 6, 7, 8 eingefügt. Danach ist die Struktur selbsttragend und stabil. Sie sieht jetzt aus, wie in der Fig. 4 gezeigt wird. Als zusätzliche Stabilisierung könnten noch weitere zwei kleine Bausteine eingefügt werden. Diese kämen spiegelbildlich zu den untersten respektive zu den obersten kleinen Bausteinen zu liegen, ihre beiden Zähne würden also nach außen gerichtet sein.

Beispiel 2 (s. Fig. 5)

Diese Struktur ist etwas größer und komplexer im Aufbau als diejenige des ersten Beispieles. Insbesondere soll nun die Wirkungsweise des Abschluß-Bausteines demonstriert werden. Anhand dieses Beispieles werden auch die beiden verschiedenen Arten zur Zerlegung einer aufgebauten Struktur verdeutlicht.

Zum Aufbau der Struktur benötigt man sechs große Bausteine sowie siebzehn kleine Bausteine, zusätzlich benötigt man einen Abschluß-Baustein.

Zunächst nimmt man zwei große Bausteine 1, 2 und stellt diese spiegelbildlich zueinander auf. Die Zähne beider Bauteile sind gegeneinander gerichtet. In einem ersten Schritt werden nun drei kleine Bausteine 3, 4, 5 eingefügt. Der erste der kleinen Bausteine, 3, kommt mit seiner flachen Außenseite auf die beiden gegeneinander gerichteten Zähne der großen Bausteine 1, 2 zu liegen. Die Zähne des kleinen Bausteines 3 überragen die Breite der großen Bausteine 1, 2. Zwischen den beiden Zähnen des kleinen Bausteines 3 und der Kante der großen Bausteine 1, 2 bleibt ein Zwischenraum, der gerade der Tiefe eines kleinen Bausteines entspricht. Die Tiefe eines Bausteines ist gleich der Raumdimension mit der kleinsten Ausdehnung. Man kann daher in die zwei vorhandenen Zwischenräume zwei weitere kleine Bausteine, 4, 5 einfügen, die zueinander spiegelbildlich zu beiden Seiten der großen Bausteine 1, 2 angeordnet sind. Die Zähne dieser zwei kleinen Bausteine sind gegeneinander gerichtet.

Die nun bestehende Struktur wird durch Einfügen der Bausteine 6, 7 und 8 wiederholt. Die Wiederholung geht geometrisch aus einer Parallelverschiebung der bereits eingebauten drei kleinen Bausteine hervor, so daß man von einer räumlich periodischen Struktur sprechen kann. Durch eine dritte periodische Verschiebung würde man mit drei weiteren kleinen Bausteinen ebenfalls eine stabile Struktur erhalten. In diesem Beispiel soll aber eine andere Struktur erzeugt werden.

Nach der zweiten periodischen Wiederholung, d. h. nach Gebrauch von sechs kleinen Bausteinen, 3-8, werden daher statt zwei kleinen Bausteinen zwei große Bausteine, 9, 10 eingefügt. Die geometrische Lage dieser großen Bausteine erhält man, indem man sich die beiden großen Bausteine 1, 2 um 90 Grad um ihre Längsachse gedreht denkt und zusätzlich um 90 Grad um einen ihrer Endpunkte dreht. Die räumliche Lage geht auch aus der Fig. 5 hervor.

Durch das Einfügen zweier weiterer kleiner Bausteine 11, 12 (in der Fig. 5 ist der Baustein Nr. 12 nicht sichtbar), deren Lage man sich ebenfalls aus einer Parallelverschiebung hervorgegangen denken kann, wird der erste Teil der Grundstruktur vervollständigt.

Die großen Grundbausteine 1, 2 sind nun vollständig mit Bausteinen besetzt, d. h. es finden keine weiteren Bausteine mehr Platz. Die großen Bausteine 9, 10 ragen hingegen weiter hinaus, und der Weiterbau der Struktur vollzieht sich dort.

Zunächst werden zwei weitere kleine Bausteine 13, 14 spiegelbildlich zueinander von außen her über die großen Bausteine 9, 10 geschoben. Die Zähne der beiden kleinen Bausteine sind einander zugerichtet. Da der Zwischenraum der beiden großen Bausteine plus ihre Tiefe gerade dem Abstand von einem Zahn eines kleinen Bausteines zum anderen Zahn entspricht, bereitet das keinerlei Schwierigkeiten, die kleinen Bausteine können mit ihren Zähnen gerade einrasten.

Nun werden zwei große Bausteine 15, 16 verwendet. Ihre Längsrichtung zeigt in diejenige Raumdimension, die sich senkrecht zu den beiden Längsachsen der anderen vier großen Bausteine erstreckt. Die beiden großen Bausteine 9, 10 sind noch nicht vollständig besetzt. Das ist erst nach dem Einfügen von weiteren zwei spiegelbildlich zueinander angeordneten kleinen Bausteinen 17, 18 der Fall. Diese zwei kleinen Bausteine passen genau zwischen die zuletzt eingefügten großen Bausteine 15, 16.

Nun folgen fünf weitere kleine Bausteine 19-23. Zuerst werden zwei davon, 19, 20, spiegelbildlich zueinander mit gegeneinander gerichteten Zähnen von außen her gegen die Schmalseite der großen Bausteine 15, 16 geschoben, so daß die Zähne einrasten können. Zur Stabilisierung der Struktur wird ein dritter Baustein, 21, von oben über die zwei eingefügten Bausteine 19, 20 geschoben. Die Zähne des dritten kleinen Bausteines passen exakt über die Schmalseiten der zwei anderen kleinen Bausteine. Man erhält die räumliche Lage des dritten Bausteines, 21, indem man einen der beiden anderen kleinen Bausteine um zweimal je 90 Grad dreht. Die erste Drehachse erhält man durch eine Parallelverschiebung der Längsachse der großen Bausteine 9, 10, die Drehung erfolgt im Gegenuhrzeigersinn (od. im Uhrzeigersinn, je nach dem kleinen Baustein, den man betrachtet). Die zweite 90-Grad-Drehung erfolgt um die Längsachse der großen Bausteine 15, 16, die Richtung dieser Drehung spielt wegen der Symmetrie der kleinen Bausteine keine Rolle.

Die Unterstruktur, die aus den drei kleinen Bausteinen 19, 20, 21 besteht, wird räumlich periodisch durch Einfügen der Bausteine 22, 23 und 24 wiederholt. Das kann man genau ein einziges Mal ausführen, dann sind die großen Bausteine 15, 16 vollständig besetzt. Die räumliche Periodizität wird insofern durchbrochen, als daß der letzte kleine Baustein, 24, speziell ist. Es ist dies der Abschluß-Baustein, der aus zwei Untereinheiten entsteht, indem man dieselben zusammenschiebt. In Fig. 5 ist der Aufbau des Abschluß-Bausteines schraffiert angedeutet.

Wie zu Beginn erwähnt, gibt es zwei verschiedene Möglichkeiten, die solchermaßen aufgebaute Struktur wieder in ihre Bausteine zu zerlegen. Die erste Möglichkeit besteht darin, den Abschluß-Baustein wieder in seine beiden Untereinheiten zu zerlegen. Danach können die einzelnen Bausteine ohne jeden Kraftaufwand aus der Struktur entfernt werden.

Die zweite Möglichkeit besteht darin, daß man diejenigen kleinen Bausteine, die nur auf einer Seite von einem Zahn eines anderen Bausteines umfaßt werden (s. hierzu Fig. 5), durch eine kleine Kraftanstrengung aus der Struktur herauskippt. Der Vorgang ist in der Fig. 5 anhand des Bausteines Nr. 4 schraffiert angedeutet. Diese zweite Möglichkeit ist von praktischem Nutzen, denn vielleicht hat man beim Aufbau einer Struktur nicht immer einen Abschluß-Baustein zur Hand. Es kann auch sein, daß man eine bestimmte Struktur überhaupt nicht vollständig zerlegen, sondern an einer bestimmten Stelle erweitern möchte. In diesem Fall ist es einfacher, an der betreffenden Stelle einen Baustein durch eine Kippbewegung aus der Struktur zu entfernen und durch einen bestimmten anderen Baustein zu ersetzen, als die gesamte Struktur ausgehend vom Abschluß-Baustein zu zerlegen und anschließend neu aufzubauen.

Neben den ausführlich beschriebenen zwei Beispielen gibt es selbstverständlich eine beinahe unbegrenzte Anzahl weiterer Kombinationsmöglichkeiten zum Aufbau räumlicher Strukturen. Der Phantasie des "Baumeisters" sind kaum Grenzen gesetzt.

Auch können Grundmuster beliebig viele Male wiederholt, d. h. zu räumlich periodischen Strukturen zusammengefügt werden. Die Ausdehnung solcher Strukturen wird allein durch die Anzahl der zur Verfügung stehenden Bausteine begrenzt.

Fig. 6 zeigt zusätzlich ein Beispiel für eine Struktur, die aus sechs großen und sechs kleinen Bausteinen besteht. Zur Stabilisierung wären allerdings weitere kleine Bausteine erforderlich, die aus graphischen Gründen nicht eingezeichnet worden sind. Eine Besonderheit bei diesem Beispiel ist die Anordnung der vier mittleren großen Bausteine. Je zwei große Bausteine stoßen im Zentrum der Struktur zusammen. Das ist eine Möglichkeit, die Maximalgröße der gesamten Struktur zu erhöhen.

Wie im zweiten Beispiel beschrieben, kann die Zerlegung aufgebauter Strukturen auf zwei verschiedene Arten erfolgen, was praktisch eine Vereinfachung bedeutet und beim Ausbau oder bei Abänderungen von Modellstrukturen eine nützliche Eigenschaft darstellt.

Es muß auch erwähnt werden, daß es das Format der Bausteine auch kleineren Kindern oder manuell weniger geschickten Menschen erlaubt, mit den Bausteinen problemlos umzugehen.

Claims (10)

1. Bauspiel mit Bausteinen, welche derart ausgebildet sind, daß sie sich formschlüssig untereinander verbinden lassen, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Bausteine (1-23) gleich ist und daß die Bausteine (1-23) zwei Größen aufweisen.

2. Bauspiel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Baustein (1-23) einen flachen quaderförmigen Körper aufweist, daß die jeweilige Endpartie dieses Körpers mit einem Vorsprung versehen ist, daß die Vorsprünge des Bausteines (1-23) von derselben Seiten- bzw. Grundfläche des Bausteinkörpers abstehen, daß der jeweilige Vorsprung im Längsschnitt die Form eines Dreieckzahnes aufweist, daß eine der Flanken bzw. Flächen des zahnförmigen Vorsprunges praktisch rechtwinklig zur Oberfläche des Bausteinkörpers steht und daß diese Steilflanke des zahnförmigen Vorsprunges von der Endfläche der mit diesem Vorsprung versehenen Endpartie des Bausteines abgewandt ist.

3. Bauspiel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Scheitelbereich des sägezahnförmigen Vorsprunges eine Fläche ausgeführt ist, welche parallel zu jener Oberfläche des Bausteinkörpers verläuft, von der der Vorsprung absteht.

4. Bauspiel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (b) des Körpers und die Dicke (d) desselben bei allen Bausteinen (1-23) gleich groß ist.

5. Bauspiel nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (y) zwischen den Steilflächen der zahnförmigen Vorsprünge des kleinen Bausteines (3-8, 11-14, 17-23) der Summe aus einer Breite (b) und zwei Dicken (d) des Körpers eines Bausteines (1-23) entspricht.

6. Bauspiel nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (x) zwischen den Steilflächen der zahnförmigen Vorsprünge des großen Bausteines (1, 2, 9, 10, 15, 16) der Summe aus n mal die Breite (b) und (n+1) mal die Dicke (d) des Körpers eines Bausteines (1-23) entspricht.

7. Bauspiel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Bausteine (1-23) aus zwei Untereinheiten (Fig. 3a, b) zusammengesetzt ist und daß diese Untereinheiten (Fig. 3a, b) derart geformt sind, daß sie sich zusammenschieben lassen, wobei der dadurch entstandene Baustein die gleiche Form aufweist wie die übrigen Bausteine des Spieles.

8. Bauspiel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Untereinheiten (Fig. 3a, b) einen der zahnförmigen Vorsprünge aufweist, daß der sich an einen der Vorsprünge anschließende Teil des Bausteinkörpers im wesentlichen quaderförmig ist, daß in diesem ersten Teilkörper eine in der Längsrichtung des Teilkörpers verlaufende Aussparung ausgeführt ist, welche in jener Stirnfläche des Teilkörpers mündet, die vom Vorsprung abgewandt ist, daß der sich an den anderen Vorsprung anschließende Teilkörper ebenfalls länglich ausgebildet ist und daß der Querschnitt und die Abmessungen dieses zweiten Teilkörpers derart gewählt bzw. bemessen sind, daß dieser zweite Teilkörper sich in die Aussparung im ersten Teilkörper einstecken läßt.

9. Bauspiel nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkante der schrägen Wand des sägezahnförmigen Vorsprunges mit der diesem Vorsprung zugeordneten Stirnkante des Bausteinkörpers zusammenfällt.

10. Bauspiel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung im Querschnitt die Form eines Zahnes mit zwei Schrägflanken aufweist und daß die Außenkanten der Schrägflächen des Vorsprunges mit den zugeordneten Seitenkanten des Bausteinkörpers zusammenfallen.