DE4412632A1 - Herstellungsverfahren für die Anbringung eines Oberflächendesigns auf der Oberfläche eines Spielzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Anbringung eines Oberflächendesigns auf der Ober­ fläche eines Spielzeuges, das spatförmig und mit mindestens fünf gleichen spatförmigen Elementarkör­ pern vollständig ausgefüllt ist und lediglich an­ stelle eines einzelnen Elementarkörpers eine Lücke aufweist, in die benachbarte Elementarkörper ver­ schoben werden können.

Es ist noch kein geregeltes Verfahren bekannt, nach dem die Oberflächen des Gesamtspats gestaltet wer­ den können. Es ist allerdings möglich, durch Ver­ tauschen der Elementarkörper zufällig eine noch nicht gestaltete Oberfläche zu finden. Es gibt je­ doch eine Vielzahl von Möglichkeiten, die Elemen­ tarkörper anzuordnen, nämlich n Fakultät, wenn n die Anzahl der Elementarkörper einschließlich der Lücke ist. Es versteht sich von selbst, daß die Zu­ fallsmethode statisch praktisch nicht in ungemesse­ ner Zeit durchführbar ist.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung das Problem zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dessen Hilfe Konstellationen des Gesamtspats mit noch nicht ge­ stalteter freier Oberfläche, die durch Spielzüge ineinander überführbar sind, durch wenige, einfache Verfahrensschritte mit Sicherheit gefunden werden.

Gelöst wird diese Aufgabe durch im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebene Merkmale.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist in Verfahrens­ blöcke aufgeteilt, wobei jeder Verfahrensblock zu einer noch nicht gestalteten freien Oberfläche des Gesamtspats führt. Zunächst wird das erste Oberflä­ chendesign auf den Gesamtspat aufgebracht, danach wird ein Verfahrensblock durchgeführt, der zu einer zweiten noch nicht gestalteten Oberfläche führt. Diese Oberfläche kann nun wieder gestaltet werden und es schließt sich ein neuer Verfahrensblock an. Das Aufbringen des Oberflächendesigns und das Durchführen eines Verfahrenblocks kann solange wie­ derholt werden, bis alle Möglichkeiten der Oberflä­ chendesigns ausgeschöpft sind.

Bei der Aufbringung der Oberflächendesigns ist zu beachten, daß die die Lücke tangierenden Einzelwür­ felflächen im allgemeinen nicht für das Design der Oberflächen genutzt werden dürfen, da diese drei Flächen im allgemeinen Teilsegmente einer anderen Idealkonstellation tragen. Ansonsten kann es sich bei dem Design um beliebige bildliche Darstellun­ gen, Grafiken oder sonstige Oberflächendesigns han­ deln.

Der Verfahrensblock besteht aus einzelnen Verfah­ rensschritten, wobei in den ersten drei Verfahrens­ schritten der Gesamtspat jeweils in Querschnitts­ scheiben mit der Dicke eines Elementarkörpers un­ terteilt wird. Die Querschnittsfläche liegt dabei jeweils parallel zu einer anderen Oberfläche des Gesamtspats. Die so entstandenen Querschnittsschei­ ben werden nun vertauscht, indem man eine am Rand befindliche Querschnittsscheibe an den anderen Rand verschiebt, wobei die Position der restlichen Quer­ schnittsscheiben unverändert bleibt. Dabei ist es im allgemeinen nicht gleichgültig, welche der bei­ den am Rand befindlichen Querschnittsscheiben ver­ schoben wird. Es muß nämlich sichergestellt sein, daß durch fortgesetzte Wiederholung der Verfahrens­ blöcke die Verschiebungen der vorhergehenden Ver­ fahrensblöcke nicht wieder rückgängig gemacht wer­ den. Folglich müssen die Querschnittsscheiben immer vom gleichen Rand aus verschoben werden. Außerdem darf wie bei allen anderen beschriebenen Verschie­ bungen die Orientierung der Elementarkörper nicht verändert werden.

Die drei Verfahrensschritte, bei denen jeweils eine andere Raumrichtung parallel zu der Querschnitts­ fläche liegt, werden nacheinander durchgeführt. Nach den drei Verfahrensschritten zeigt der Gesamt­ spat eine Oberfläche, die noch nicht gestaltet wor­ den ist.

Die Notwendigkeit der Vertauschung einzelner Ele­ mentarkörper läßt sich aus der nachstehend im ein­ zelnen angegebenen Überlegung erkennen.

Die Verschiebung einer Querschnittsscheibe von ei­ nem Rand an den anderen wird gedanklich in mehrere Vertauschungen benachbarter Querschnittsscheiben unterteilt: Die Querschnittsscheibe, die an das an­ dere Ende des Gesamtspats verschoben werden soll, wird nacheinander mit benachbarten Elementarebenen vertauscht und wandert dadurch an das andere Ende des Gesamtspats.

Zur Beurteilung dieser Verschiebungen benachbarter Querschnittsscheiben wird ein Fehlerzähler einge­ führt, der zu Beginn eines jeden Verfahrensblocks auf null zurückgesetzt wird und der bei einer Ver­ tauschung benachbarter Flächen um eins erhöht wird, wenn die Höhe als auch die Breite zweier direkt an­ einanderliegender Querschnittsscheiben ein gerad­ zahliges Vielfaches der Kantenlängen der Elementar­ körper ist und wenn eine der beiden Flächen die Lücke enthält oder wenn die Höhe oder die Breite nicht ein geradzahliges Vielfaches der Kantenlängen der Elementarkörper ist und wenn keine der beiden Flächen die Lücke enthält. Bei allen anderen Ver­ tauschungen benachbarter Flächen bleibt der Fehler­ zähler gleich.

Ist der Fehlerzähler im Endergebnis der drei Ver­ fahrensschritte geradzahlig, so brauchen keine wei­ teren Vertauschungsschritte mehr vorgenommen wer­ den. Ist der Fehlerzähler im Endergebnis ungerad­ zahlig, so muß noch eine ungeradzahlige Anzahl Ver­ tauschungen zweier flächig aneinander-liegender Elementarkörper vorgenommen werden. Die Erfindung schlägt vor, in diesem Fall eine einzige Vertau­ schung flächig aneinanderliegender Einzel-würfel durchzuführen.

Auf der Oberfläche der Konstellation, die aus den drei Verfahrensschritten und gegebenenfalls aus dem weiteren Verfahrensschritt hervorgegangen ist, kann nun ein neues Oberflächendesign aufgebracht werden. Danach werden vor der Durchführung eines neuen Ver­ fahrenblocks die Einzelverschiebungen der aneinan­ derliegenden Elementarkörper rückgängig gemacht.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens lie­ gen darin, daß durch einfache, wenige Verfahrens­ schritte immer eine Oberfläche gefunden wird, auf der noch kein Oberflächendesign angebracht ist und die durch Spielzüge aus einer anderen möglichen ge­ stalteten Oberfläche erreicht werden kann, falls noch nicht alle Möglichkeiten der Oberflächendesi­ gns ausgeschöpft sind.

In speziellen Ausführungsformen ist das Spielzeug, auf das das Verfahren angewandt wird und die Ele­ mentarkörper quader- oder würfelförmig.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Fig. 1 perspektivische Darstellung des Spielzeuges mit einem Oberflächen­ gitter

Fig. 2 perspektivische Darstellung des Spielzeuges ohne Oberflächen­ gitter

Fig. 3 Verdeutlichung eines Vertauschungs­ schritts in perspektivischer Dar­ stellung.

Die Fig. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung des Gesamtspats (1) mit einem Oberflächengitter (2), das ein würfelförmiges Volumen (3) umfaßt. Das Volumen (3) ist in einer gedachten Aufteilung in 27 gleichgroße quadratische Zellen (4) unterteilt. Alle Zellen bis auf eine sind mit 26 gleichgroßen, quadratischen Elementarkörpern (5) ausgefüllt. Die nicht ausgefüllte Zelle befindet sich am rechten oberen Eck des Gesamtspats (1).

Die Fig. 2 zeigt den gleichen Gesamtspat (1) in der gleichen perspektivischen Darstellung ohne das Oberflächengitter (2). Das Oberflächengitter (2) kann im Herstellungsprozeß erst nach der vollstän­ digen Anbringung der Oberflächendesigns angebracht werden. Rechts neben dem Gesamtspat (1) ist per­ spektivisch ein rechtwinkliges, dreidimensionales Koordinatensystem (6) dargestellt, bei dem die x- Achse nach rechts, die y-Achse nach oben und die z- Achse nach hinten zeigt.

In den Fig. 3a und 3b wird in perspektivischer Darstellung beispielhaft ein Vertauschungsschritt verdeutlicht. Beide Figuren beinhalten das gleiche Koordinatensystem (6) wie in der Fig. 2. Die Zeichnung 3a zeigt den Würfel nach Fig. 2, nachdem dieser entlang der x-y-Ebene in Querschnittsschei­ ben (7a, b, c) der Dicke eines Elementarkörpers (5) unterteilt wurde und die Querschnittsscheiben (7a, b, c) in z-Richtung auseinandergezogen worden sind. In der Zeichnung 3b ist das Ergebnis der Ver­ tauschung dargestellt. Die vormals vorderste Quer­ schnittsscheibe (7a), die rechts oben die Lücke enthält, befindet sich nun hinter den anderen bei­ den Querschnittsscheiben (7b, c).

Claims (4)

1. Verfahren zur Anbringung eines Oberflächendesi­ gns auf der Oberfläche eines Spielzeuges, das spat­ förmig und mit mindestens fünf gleichen spatförmi­ gen Elementarkörpern (5) vollständig ausgefüllt ist und lediglich anstelle eines einzelnen Elementar­ körpers (5) eine Lücke aufweist, in die benachbarte Elementarkörper (5) verschoben werden können, da­ durch gekennzeichnet, daß Verfahrensblöcke so oft wiederholt werden, bis alle oder die gewünschte An­ zahl von Oberflächen des Gesamtspats (1) gestaltet sind, wobei der einzelne Verfahrensblock durch fol­ gende Verfahrensschritte bestimmt ist:

• - durch das Aufbringen des Designs auf der Oberflä­ che
• - durch den Austausch von Querschnittsscheiben (7) des Gesamtspats (1) der Dicke eines Elementarkör­ pers (5), wobei in drei aufeinanderfolgenden Ver­ fahrensschritten jeweils die Querschnittsebene zu einer anderen der drei Oberflächen des Gesamtspats (1) parallel ist und,
• - sofern erforderlich, durch ein Austauschen von einzelnen Elementarkörpern (5), wobei das Austau­ schen dieser einzelnen Elementarkörper (5) nach dem Aufbringen eines Oberflächendesigns und vor der nächsten Anwendung eines Verfahrenblocks wieder rückgängig gemacht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Spielzeug quaderförmig mit quaderför­ migen Elementarkörpern (5) ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Spielzeug würfelförmig ist.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Elementarkörper (5) würfel­ förmig sind.