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Die
Erfindung hängt
mit einem Mechanismus zusammen, mit dem die Bewegung der äußeren Segmente
einer Kugel oder eines weiteren dreidimensionalen Gegenstandes und
deren Anwendungen unabhängig
voneinander erfolgen können.
Dies schließt die
Verwendung des besagten Mechanismus für ein logisches Puzzle ein.
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Ein
gemeinsames technisches Problem, besonders in der Weltraumindustrie,
liegt darin, Instrumente auf der Oberfläche eines Gegenstandes in Bezug
zueinander zu bewegen sowie die Beziehung der Winkel zwischen ihnen
zu verändern.
So wird zum Beispiel ein Satellit in der Umlaufbahn mit vielen externen
Instrumenten wie Antennen, Solarplatten, einem Kommunikationsapparat
sowie allem, was von der äußeren Oberfläche ausstrahlt
und für
besondere Aufgaben besonders ausgerichtet sein muss, ausgestattet
sein. Außerdem
muss die Richtung dynamisch und in einer kontrollierten Art und
Weise geändert werden
können.
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Im
Weltraum ist dies schwierig zu erreichen, da jeder Augenblick, der
für die
Bewegung eines Instrumentes angewandt wird, auf dem Satelliten als Ganzes
zu dem gleichen gegenteiligen Moment führt.
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Deshalb
kann die Bewegung von Instrumenten zu unerwünschten Veränderungen in der Ausrichtung
des Satelliten führen.
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Es
ist deshalb oberstes Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Mechanismus
bereitzustellen, mit dem die Winkel und die Ausrichtung der verschiedenen
Gegenstände
auf der Oberfläche
eines Gegenstandes wie eines Satelliten verändert werden können.
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Die
Bewegung eines Instrumentes um einen Mittelpunkt fand man bei einigen
anderen Instrumenten; Sicherheitskameras in Geschäften werden
z. B. an der Decke an einem besonderen Punkt angebracht. Die Kamera
muss sich dann in alle festen Winkel und Richtungen bewegen können. Dies
könnte
typischerweise mit einem Auslöser
erreicht werden, der die Kamera um eine vertikale Achse drehen kann,
und einem zweiten Auslöser,
der die Kamera vertikal bewegen kann. Es ist schwierig, sich einen Weg
hierfür
auszudenken, der es möglich
macht, dass sich die Kamera ruhig und kontrollierbar durch so viele
feste Winkel wie möglich
bewegt.
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Deshalb
ist es Gegenstand der vorliegenden Erfindung, es zu ermöglichen,
die Beziehung der Winkel zwischen Teilen der Oberfläche, wie
z. B. einer Kugel, zu verändern.
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Ein
damit zusammenhängender
Bereich, der hierfür
als Anleitung genommen werden kann, ist der Bereich der logischen
Puzzles. Puzzle mit dreidimensionalen Teilen sind sehr bekannt,
und es wurden hierfür
verschiedene Formate vorgeschlagen. Das bekannteste Beispiel ist
das, was als Rubik's
Cube bekannt ist. Hier entsteht ein großer Würfel aus einer Reihe sich zusammenfügender kleiner
Würfel.
Die Würfel
können
relativ zueinander um eine zentrale Achse bewegt werden. Die Bewegung
kann nur durch den Anwender erfolgen. Aber der Rubik's Cube zeigt einige
Prinzipien der kombinierten Einstellung der relativen Stellung der
Segmente der Oberfläche eines
dreidimensionalen Gegenstandes.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, neue Formate der
segmentierten logischen Puzzle zu ermöglichen. Im Rubik's Cube hat die Oberfläche jeder
der verschiedenen Würfel,
aus denen er besteht, eine Reihe von Farben. Ziel des Puzzles ist
es, die einzelnen Würfel
so anzuordnen, das jede ihrer Oberflächen eine einzige Farbe hat.
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Zuvor
wurden verschiedene Vorschläge
gemacht, um ein ähnlich
segmentiertes sphärisches Puzzle
herzustellen. Ein solches Beispiel wird in
EP 542327 beschrieben. Dies ist ein
aus acht Teile bestehendes Puzzle, bei welchem jedes Teil an einem konischen
Element im Mittelteil befestigt ist. Theoretisch können beliebig
viele Kombinationen der Segmente um die verschiedenen Achsen gedreht
werden. Praktisch besteht jedoch ein Konflikt zwischen der engen
Toleranz, die erforderlich ist, damit das Puzzle nicht zerfällt, und
der Notwendigkeit für
einen Grad an Bewegung, damit die Teile relativ zueinander bewegt
werden können.
Das in diesem Dokument beschriebene Puzzle kann wahrscheinlich ebenfalls leicht
zusammengesetzt werden.
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Zusätzlich ist
der Spielraum des Puzzles mit nur acht Teilen begrenzt. Deshalb
ist es ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Puzzle
vorzulegen, dass leicht zu benutzen ist, wobei es keine unpraktischen
Toleranzen beim Herstellungsprozess erfordert. Außerdem ist
es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein dreidimensionales sich
drehendes sphärisches
Puzzle vorzulegen, das komplexer ist als das des Rubik's Cube und anderer
solcher Puzzle, die bereits bekannt sind.
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Die
folgende Beschreibung betont die logischen Puzzles, aber an die
Entsprechung dieser Puzzles und den technischen Problemen bei der
Veränderung
des Winkelverhältnisses
zwischen den Instrumenten soll an dieser Stelle erinnert werden.
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Entsprechend
einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein dreidimensionales
Objekt, das aus einer Vielfalt von Oberflächensegmenten besteht, auf
denen ein Teil der Oberfläche
ist, die Oberflächensegmente,
die ein Primär-Oberflächen-Segmente
und eine Gruppe von sekundären Oberflächensegmenten
enthalten, geliefert; eine Vielfalt von Verbindungsstücken, die
die sekundären Oberflächensegmenten
miteinander verbinden und gemeinsam mit dem Primär-Oberflächensegment das dreidimensionale
Objekt bilden, in dem die Oberflächensegmente
in der Weise relativ zueinander beweglich sind, dass einzelne Oberflächensegmente ausgetauscht
werden können;
ein Kernelement, das die Bewegungsachse der Segmente definiert;
darin wird das Primär-Oberflächensegment
in einer festen Beziehung zum Kernelement gehalten, und die Sekundär-Oberflächensegmente
haben eine Anordnung, die einfach mit einer komplementären Anordnung
auf den Verbindungsstücken
zusammenpasst, und die Verbindungsstücken sind relativ zueinander beweglich.
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Vorzugsweise
umfasst das Kernelement sechs allgemein zylindrisch verlängerte Glieder,
die orthogonal zu einander angeordnet sind und wodurch die Bewegungsachse
der Segmente bestimmt wird.
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Es
kann sein, dass das Primär-Oberflächensegment
drei gerade Seiten hat, jede gerade Seite hat eine vorstehende Kante,
damit sie in die Komplementär-Formen
auf den Sekundär-Oberflächensegmenten
passt.
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Im
ganzen umfassen die 3D-Objekte ein Primär-Oberflächensegmente, sieben Sekundär-Oberflächensegmente
und neun Verbindungsstücke,
wobei durch das Primär-Oberflächen-Segment
und die 3 Sekundär-Oberflächen-Segmente
ein erstes Teilvolumen des 3D-Objektes bestimmt wird; die 4 verbleibenden
Sekundär-Oberflächensegmente
bestimmen das zweite Teilvolumen des 3D-Objektes; dabei umfasst
das erste Teilvolumen eine erste Gruppe von zwei Verbindungsstücken; das
zweite Teilvolumen umfasst eine zweite Gruppe vier Verbindungsstücken, und
eine dritte Gruppe von drei, Verbindungsstücken befinden sich einer Ebene,
durch die das erste und zweite Teilvolumen voneinander getrennt wird,
und worin die Drehbewegung eines Teilvolumens im Bezug auf das andere
eine relative Bewegung der ersten Gruppe von Verbindungsstücken in Bezug
auf die zweite Gruppe von Verbindungsstücken bewirkt.
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Während der
Drehbewegung eines Teilvolumens in Bezug auf das andere bleibt die
dritte Gruppe von Verbindungsstücken
in Bezug auf das erste Teilvolumen vorzugsweise stationär.
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Entsprechend
einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Puzzle
vorgelegt, das ein dreidimensionales Objekt entsprechend dem ersten
Aspekt beinhaltet, bei dem auf Teilen der Oberfläche des Gegenstandes Muster
sind.
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Entsprechend
dem dritten Teil der vorliegenden Erfindung wird eine Maschine zur
kontrollierbaren Ausrichtung einer Vielzahl von Geräten geliefert; die
Maschine umfasst ein 3D-Objekt entsprechend dem ersten Aspekt, in
dem Geräte
auf Teilen der Oberfläche
des Gerätes
aufgestellt werden; und es werden weitere Mittel geliefert, um einzelne
Segmente kontrolliert dazu zu bringen, sich relativ zueinander auszurichten.
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Teile
der vorliegenden Erfindung werden nun anhand von Beispielen und
beiliegender Figuren beschrieben:
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1a–c zeigen
die isometrische Ansicht des sphärischen
3D-Drehpuzzles von oben und unten, entsprechend der vorliegenden
Erfindung.
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2 zeigt eine explodierende
isometrische Ansicht vom süd-östlichen
Punkt aus gesehen;
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3a–b zeigt
isometrische, rechtsseitige Ansichten des externen Primär-Segmentes des 3D-Puzzles;
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4a–b zeigt
isometrische, rechtsseitige Ansichten des externen Sekundär-Segmentes des 3D-Puzzles;
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5a–d zeigt
die isometrische Vorder- und Rückansicht
des Verbindungsstücks
des 3D-Puzzles;
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6a–b zeigt
die isometrischen Ansichten des Kerns des 3D-Puzzles. 6c–d sind
isometrische Ansichten, die das Zusammenfügen des Kerns mit den externen
Teilen und den Verbindungsstücken zeigen;
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7a–b zeigt
teilweise Schnittansichten, die die Beziehung zwischen allen Teilen
darstellt:
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8a–e zeigt
den Fortschritt beim Zusammensetzen des Puzzles;
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9a–e zeigt
die verschiedenen Rotationsmöglichkeiten
des 3D-Puzzles;
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10 zeigt die Art und Weise,
wie die Teile zusammengehören;
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11 zeigt eine Ansicht eines
3D-Puzzles, das ein alternatives Oberflächendekor hat;
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12a–c zeigen
die isometrische Ansicht von oben und unten eines alternativen sphärischen 3D-Drehpuzzles
entsprechend der vorliegenden Erfindung.
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13 zeigt eine explodierte
isometrische Ansicht des Puzzles aus 12;
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14a–b zeigt
verschiedene Ansichten eines externen Segments des Puzzles aus 12;
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15a–d zeigt
die isometrische Seiten-, Vorder- und Rückansicht eines Verbindungsstücks des
Puzzles aus 12;
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16a–b zeigen
den oberen Teil des Kerns des Puzzles aus 12 von vorne und unten;
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17a–d zeigen
vier verschiedene Ansichten, in denen die Beziehung zwischen dem
Kern und den anderen Teilen des Puzzles aus 12 dargestellt wird;
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18a–c zeigen
drei Beispiele, wenn die oberen Teile des Puzzles aus 12 im Uhrzeigersinn um 90° gedreht
werden;
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19a–b zeigen
eine isometrische Süd-Ost-Ansicht
des alternativen Dekors des Puzzles aus Ziffer 12 vor und
nach einer teilweisen Drehung;
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20 zeigt eine explodierte
isometrische Ansicht der Hauptkomponenten eines Puzzles, das aus
26 Teilen besteht; dies ist nicht Teil der Erfindung, da von einer
Süd-Ost-Ansicht aus gesehen;
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21a–c zeigen
isometrische Ansichten der oben liegenden Teile des Puzzles aus 20 von unten und von der
Seite;
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22a–c zeigen
isometrische Oben- und Querschnitts-Ansichten der oben liegenden
Teile des Kernstücks
des Puzzles aus 20;
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23a und 23b zeigen isometrische Ansichten der
Zubehörteile
für die
oben liegenden Teile des Kern im Puzzle aus 20;
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24 zeigt die Beziehung zwischen
Teilen der oben liegenden Teile des Kernstücks im Puzzle aus 20 zueinander;
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25 zeigt eine isometrische
Ansicht der Verbindungsstücke
im Puzzle aus 20 von
unten und der Seite;
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26 zeigt eine isometrische
Seitenansicht der externen Segmente im Puzzle aus 20;
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27 zeigt eine isometrische
Ansicht des Kerns im Puzzle aus 20;
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28 zeigt verschiedene Stadien
beim Zusammensetzen des Puzzles aus 20;
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29 zeigt ein Beispiel für die Rotationsfähigkeiten
des Segments im Puzzle aus 20;
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1–11 der
Figuren zeigen ein sphärisches 3D-Drehpuzzle 1.
Es muss angemerkt werden, dass dieses Beispiel nicht Teil der vorliegenden
Erfindung ist. Das Puzzle 1 enthält das externe Primär-Segment 10 und
sieben externe Sekundär-Segmente 20, neun
Verbindungsstücke 30 und
einen zentrales Kernstück 40.
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Das
externe Primär-Segment 10 ist
sphärisches
Teil auf der externen Oberfläche 11 und
hat einen hervorstehenden Rand 12 auf jeder seiner drei geraden
Seiten, wie in den 3a und 3b dargestellt.
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Die
sieben externen Sekundär-Segmente 20 sind
dem externen Primär-Segment 10 ähnlich,
aber intern unterschiedlich, wie in 4a und 4b dargestellt. Sie sind
wiederum sphärischer
Teil auf der externen Oberfläche 21,
die aber teilweise hohl sind und eine Nut 22 auf jeder
ihrer drei Seiten haben.
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Die
hervorstehenden Ränder 12 auf
dem externen Primär-Segment 10 ergänzen und
passen verschiebbar in die Nuten 22 an den externen Sekundär-Segmenten 20.
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Die
neun Verbindungsplatten 30 haben auf beiden Seiten Ränder 32,
die genau die gleichen Maße
wie die externen Sekundär-Segmente 10 haben,
dargestellt in den 5a bis 5d. Diese ergänzen und
passen auch verschiebbar in die Nuten 22 an den externen
Sekundär-Segmenten 20.
Sie werden wie in 10 dargestellt
an der Stelle befestigt.
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Um
ein mögliches
Blockieren der Teile auf Grund der freien Bewegungen oder das Gleiten
der Platten zu verhindern und das Verhalten aller Teile bei der
Drehung zu kontrollieren, wird ein Kernstück 40 zur Verfügung gestellt,
dargestellt in 6. Der Kern
hat sechs breite zylinderförmige
Punkte 41, die im 90° Winkel
zueinander stehen, wie in 6a dargestellt.
Das Kernstück
hat auch eine Nut 42, die in den geraden Winkeln entlang
den x-y-z-Achsen steht; Mittelpunkt zu Mittelpunkt, so entworfen,
dass die geraden Ränder
von Segment 10 hineinpassen, wie in 6c gezeigt. Die breiten zylinderförmigen Punkte
ermöglichen
es, dass die Verlängerungsstücke 33 der
Verbindungsstücke
in das Kernstück 40 passen.
So wird sichergestellt, dass alle Platten in ihrer Ausgangsposition
bleiben und eine mögliche
Bewegung aller drei Platten, die der Drehrichtung entgegenstehen,
blockiert wird, wenn das externe Primär-Segment 10 gehalten
wird, oder bringt alle drei Platten in Drehrichtung, wenn das wichtigste
externe Segment 10 gedreht wird. Dieses wird an den folgenden
Beispielen deutlich.
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Die
Primär-
und Sekundär-Segmente 10 und 20 kommen
in die angrenzenden Verbindungsstücke 30 und wirken
auf das Kernstück 40 ein.
Wenn alle Teile zusammengesetzt worden sind, ist eine komplette
Sphäre
entstanden.
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Danach
können
vier Segmente gegen die anderen vier wie folgt gedreht werden:
die
Oberseite des vierten Segments gegen die Unterseite des vierten
Segmentes und umgekehrt
die rechte Seite des vierten Segments
gegen die linke Seite des vierten Segments und umgekehrt
die
Vorderseite des vierten Segments gegen die Rückseite des vierten Segments
und umgekehrt
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Man
erhält
die Ausgangsposition jedes Mal, wenn die Teile in 90°-Schritten
ungeachtet der Richtung, z. B. 90, 180, 270 und 360, gedreht werden, ohne
das Muster des Puzzles notwendigerweise zu aufzulösen.
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Für die, die
ein schwierigeres Puzzle wünschen,
kann das Puzzle auf eine Vielzahl von Möglichkeiten eingestellt werden,
die die Lösung
schwieriger machen, ohne dabei die physische Aufmachung des Puzzles
zu ändern.
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Eine
solche Änderung
besteht darin, die Segmente mit einem unsymmetrisches Design zu versehen.
Z. B. zeigt 11 ein Kugeldiagramm, welches
das Puzzle eher schwieriger macht, indem es in diesem Fall Kenntnisse
in Geographie sowie Logik erfordert.
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In
der Grund-Version des Puzzles haben die Segmente drei unterschiedliche
Farbabschnitte, wie 1 zeigt.
In der Ausgangsposition des Puzzles werden die Segmente so angeordnet,
dass die Farben der angrenzenden Segmente zusammenpassen. Die Zielsetzung
des Puzzles ist es, das Farbmuster der acht externen Segmente wieder
herzustellen, nachdem sie zerlegt worden sind.
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Es
ist auch dem Fachmann in der Puzzlekunst klar, dass dieses Puzzle
angepasst werden kann, indem Möglichkeiten
hinzugenommen werden, um die externen Segmente im Verhältnis zueinander zu
drehen, analog zu der Bewegung der externen Segmente des Puzzles,
um einen Weg zu finden, die externen Segmente eines 3D-Objektes
im Verhältnis zueinander
zu bewegen. Zum Beispiel könnte
die Verbindung zwischen den hervorstehenden Rändern und den Nuten verschiebbare
Zähne auf
einer Oberfläche
und eine Vielzahl von Zähnen
auf der anderen haben. Dadurch wird der Automatik-Motor in die Lage versetzt,
die externen Segmente im Verhältnis
zueinander zu bewegen. Dadurch kann ein 3D-Gegenstand wie ein Satellit
Gegenstände
wie Antennen, Schüsseln,
Kommunikationsmittel, Solarplatten etc. im Verhältnis zueinander bewegen. Berücksichtigt man
hierbei besonders die Gesetze Newtons, wird klar, dass wenn der
Drehmoment jedes Segments des Gegenstandes ausgeglichen wird, die
einzelnen externen Segmente, z. B. eines Satelliten in der Umlaufbahn,
im Verhältnis
zueinander verschoben werden können,
ohne die Ausrichtung des Kernstücks der
Vorrichtung zu ändern.
Dadurch ist es viel einfacher, die Antennen im Verhältnis zueinander
auszurichten etc., ohne dass es ein kompliziertes Manöver erfordert,
um die Ausrichtung beizubehalten.
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Wenn
es eine Möglichkeit
gäbe, eine
größere Anzahl
von externen Platten einer Sphäre
oder einen anderen 3D-Gegenstand im Verhältnis zueinander zu verschieben,
könnte
diese dazu benutzt werden, um ein schwierigeres Puzzle und einen
flexibleren Apparat zum Verschieben der externen Teile im Verhältnis zueinander
zu schaffen.
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In
einem weiteren Körper
der vorliegenden Erfindung kann ein Puzzle aus sechsundzwanzig sichtbaren
externen Segmenten durch Ändern
der Verbindungsstücke
entstehen, so dass sie einen Teil der Außenseite bilden. Sie könnten dann
ein Teil des Puzzles darstellen, z. B. indem sie die zu den Segmenten
passende Farbe verlangen. Dadurch kommt eine beachtliche Anzahl
von Lösungsmöglichkeiten hinzu,
da die Platten jedes Mal, wenn das Puzzle gedreht wird, ihre Positionen ändern.
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Dieses
kann man an dem Beispiel erkennen, das in den 12 bis 19 veranschaulicht
ist. Es sollte angemerkt werden, dass dieses Beispiel nicht Teil der
vorliegenden Erfindung ist. Das Puzzle 100 enthält acht
externe Segmente 110, von denen jedes ein sphärisches
Teil ist; zwölf
Verbindungsstücke 120; sechs
Oberseiten des Kernstücks 130 und
ein Kernsegment 140.
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Einzelne
externe Segmente 110, Verbindungsstücke 120 und die Oberseiten
des Kernstücks 130 unterscheiden
sich nur in den Farben auf ihren Oberflächen. Wie beim vorherigen Zusammensetzen,
bildet das Puzzlespiel die Form einer Sphäre, wenn es zusammengesetzt
wird.
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Das
Puzzle wird in Lagen gedreht, die die äußeren und mittleren Lagen bilden;
jede der sechs äußeren Lagen
besteht aus vier externen Segmenten 110, vier Verbindungsstücken 120 und
einer Oberseite des Kernstücks 130;
jede der drei mittleren Lagen besteht aus vier Verbindungsstücken 120 und
vier Oberseiten des Kernstücks 130.
Die äußeren Lagen sind
rechte, links, vordere, rückseitige,
vorderseitige und untere Lagen. Die mittleren Lagen sind die X-,
Y- und Z-Ebene.
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Durch
Drehung aller externen Segmente 110 können diese untereinander ausgetauscht
werden; ebenso können
alle Verbindungsstücke 120 untereinander
ausgetauscht werden; die Oberseiten des Kernstücks können nicht untereinander ausgetauscht
werden.
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Jedes
externe Segment 110 hat eine sphärische Außenseite 111, eine
hohle Mitte und eine Nut 112 auf jeder seiner drei Seiten,
wie in den 14a und 14b dargestellt.
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Jedes
Verbindungsstück 120 hat
einen hervorstehenden Rand 122, wie in den 15a zu 15d dargestellt.
Die hervorstehenden Ränder 122 sind
so konzipiert, dass sie verschiebbar in die Nuten 112 passen.
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Sobald
alle zwölf
Verbindungsstücke 120 in die
acht externen Segmente 110 eingesetzt werden, entsteht
eine Ebene, in der sechs Quadrate ausgelassen werden und die Oberseiten
des Kernstücks 130 eingesetzt
werden.
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Um
ein mögliches
Klemmen der Teile auf Grund der freien Bewegungen oder Gleitens
der Platten zu verhindern, wird das Kernstück 140 zur Verfügung gestellt.
Das Kernstück 140 hat
sechs breite zylinderförmige
Punkte 141, die in 90° Winkeln
zueinander positioniert sind, wie in 17 dargestellt.
Am Rand jedes breiten Punktes 140 liegt ein zylinderförmiges Glied 142,
das mit dem Teil 131 der Oberseite des Kernstücks 130 zusammenpasst.
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Durch
die breiten zylinderförmigen
Punkte des Kernstücks
passen die Verlängerungen 123 der Verbindungsstücke 120 zwischen
die Einzelachsen des Kernstücks.
Dadurch wird die Beibehaltung der Ausgangsposition aller Platten
sowie die Kontrolle aller davon betroffenen Teile sichergestellt,
wie im folgenden Beispiel deutlich wird.
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Tabelle
19 zeigt die Version eines aus 26 Teilen bestehenden Puzzles, in
dem die asymmetrischen Markierungen auf der Oberseite des Kernstücks bedeuten,
dass, um das Puzzle zu zerlegen, die Oberseiten des Kernstücks im Verhältnis zum Verbindungsstück richtig
ausgerichtet sein müssen. Dieses
erhöht
den Schwierigkeitsgrad des Puzzles enorm.
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Wenn
man Puzzles dieser Art entwirft, ist es wichtig, zu berücksichtigen,
wie sie hergestellt werden sollen. Die frühere Kunst enthält Designs
für Puzzles,
die unpraktisch herzustellen sind, weil sie unrealistische Toleranzen
erfordern, oder einfach in keiner praktischen Art und Weise zusammenzusetzen
sind.
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In
einem weiteren Körper
wird eine Abwandlung eines aus 26 Segmenten bestehenden Puzzles präsentiert.
Dieses ist für
Herstellungszwecke verbessert worden. Es kann nicht nur einfach
zusammengesetzt werden, e enthält
Mechanismen, damit es reibungslos funktioniert. Dafür werden
Teile mit für die
Massenherstellung realistischen Toleranzen verwendet.
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Analog
zum Puzzle, das in 12 bis 19 dargestellt wird, besteht
dieser Körper 200,
in Teilen in den 20 bis 29 dargestellt, aus acht
externen Segmenten 210, von denen jedes sphärisches
Teil ist; zwölf
Verbindungsplatten 220; sechs Oberseiten des Kernstücks 230;
und einem Kernelement 240.
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Wie
zuvor, bildet das Puzzle eine Sphäre, und jede einzelne äußere und
mittlere Lage kann wie zuvor separat gedreht werden.
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Die
Oberseiten des Kernstücks 230 werden im
Detail in den 21 bis 23 dargestellt. Die Kappe an
der Oberseite des Kernstücks 233,
die an der Oberseite teilweise sphärisch ist, hat an der Innenseite
eine gerade Oberfläche
mit zwei Haken 234. Kappe 233 an der Oberseite
des Kernstücks
passt irreversibel in das entsprechende Teil 235 an der
Oberseite des Kernstücks 230.
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Zusammen
mit Feder 231 und Schraube 232 bilden die Oberseite
des Kernstücks 230 und
die Kappe 233 an der Oberseite des Kernstücks zusammen
die Oberseite des Kernstücks 245,
die ein komplettes Segment bildet, das an die zylinderförmigen Enden
von Kernstück 240 passt.
Zweck der Feder ist, eine leichte innere Spannung der Feder zu erzeugen, um
alle Elemente zusammenzuhalten und eine glatt verlaufende Rotationstätigkeit
sicherzustellen, dieses wird wie folgt erreicht:
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Die
Röhre wie
Ende 236 des Elements an der Oberseite des Kernstücks 230 passt
in das zylinderförmige
Ende 241 von Element 240, die Feder 231 wird
im Bereich 237 eingefügt,
Schraube 232 passt in Loch 242 des Kernstücks 240,
wodurch Feder 231 zusammengedrückt wird, da das zylinderförmige Ende
des Kernstücks 240 etwas
höher liegt
als Röhre 236 an
der Oberseite des Kernstücks 230; durch
die Feder 231 wird die Oberseite des Kernstücks 230 aufgrund
des Größenunterschiedes
des zylinderförmigen
Endes und der Röhre
nach innen bewegt. Die flache Oberfläche 238 der Schraube
ist im Durchmesser größer als
die Röhre
an der Oberseite des Kernstücks 230;
dadurch wird sichergestellt, dass die Oberfläche des Kernstücks 230 sich nicht
mehr nach außen
bewegt als die Lücke 239;
die Kappe an der Oberseite des Kernstücks 233 kann jetzt
in die entsprechenden Aussparungen 235 der Oberseite des
Kernstücks 230 gedrückt und
die Haken 234 der Kappe an der Oberseite des Kernstücks 233 an
der Kante der Oberseite des Kernstücks befestigt werden.
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Die
Verbindungsplatten 220 haben hervorstehende Ränder 222,
die mit einer teilweise sphärischer
Form, in Ergänzung
zu den internen Oberflächen
der Oberseiten des Kernstücks 230,
und die es deshalb ermöglichen,
die hervorstehenden Ränder 222 unter
die Oberseite des Kernstücks 230 zu
drehen, wenn das Puzzle gedreht wird.
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Ebenso
ergänzt
das externe Segment 210, das eine sphärische Form und fortlaufende
hervorstehende Ränder 212 an
der Innenseite hat, wie in den 26a und b dargestellt, mit seiner sphärischen
Form beides, die Formen auf der unteren Seite der Oberseite des
Kernstücks 230 und
die Verbindungsstücke 230,
wodurch sich die hervorstehenden Ränder 212 untereinander
drehen lassen. Die Vorwölbung 212 der
Ränder
der externen Segmente 210 erreicht nicht die des Verbindungsstücks 220,
wenn das Puzzle zusammengesetzt wird, und die Vorwölbung der
Verbindungsstücke 220 und
der externen Segmente 210 kommen nicht an die Außenseite
der Röhre
an der Oberseite des Kernstücks 240,
so dass sich alle Teile frei drehen lassen.
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Beim
Zusammensetzen können,
wie in den 28a–28g der Reihe nach dargestellt,
fünf Oberseiten
des Kernstücks 230 in
die Enden des Kernstücks 240,
die dort eingelassenen Federn und die eingesetzten und festgezogenen
Schrauben 232 eingepasst werden; die Feder wird so zusammengedrückt und
die Kappe 230 des Kernstücks gegen das Kernstück 240 gedrückt.
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Vier
Verbindungsstücke 220 können jetzt
an diesen Platz geschoben werden, gefolgt von vier externen Abschnitten 210.
Vier weitere Verbindungsstücke 220 werden
an dieser Stelle eingepasst, gefolgt von vier weiteren externen
Abschnitten 210 und vier abschließenden Verbindungsstücken 220.
Die abschließende
Oberseite des Kernstücks
Baugruppe 235 wird dann vor Ort zusammengesetzt.
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Wenn
die Segmente nach dem Zusammensetzen von Hand wieder auseinandergenommen werden,
bewegen sie sich leicht in die Richtung der Kraft, gehen aber nicht
auseinander, da der Abstand 239 zwischen der innere Oberfläche der
Oberseite des Kernstücks 230 und
der Scheibe 238 der Schraube 232 sehr gering ist
verglichen mit der Größe der Vorwölbungen 212, 222 der
externen Abschnitten 210 und der Verbindungsstücke 220.
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29a zeigt das zusammengesetzte
Puzzle (zwei externe Segmente und zwei Verbindungsstücke sind
zur Klarheit entfernt worden), 29b und 29c zeigen den Fall, wenn
die obere Lage um 45° und
dann um 90° im
Verhältnis
zu den unteren und mittleren Lagen gedreht wird. Alle Lagen lassen
sich wie zuvor bewegen. Wegen des Gebrauches einer Feder 231 jedoch,
um die Oberseite des Kernstücks 230 zu
neigen, wobei es etwas Bewegungsfreiheit hat, bleibt das Puzzle
trotz der kleinen Unvollkommenheiten im Herstellungsverfahren flüssig und
einfach. Infolgedessen hat es auch eine längere Lebenserwartung.