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Räumliches Schiebespielzeug
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Die Erfindung bezieht sich auf ein räumliches Schiebespielzeug nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Schiebespielzeuge mit einer Vielzahl von Schiebeelementen, die in
zahlreichen Kombinationsmöglichkeiten angeordnet sein können und zu einer gegebenen
Ordnung gebracht werden sollen, sind seit langem bekannt. Als Beispiel sei Sam Loyds
1870 herausgekommenes "Fünfzehnerspiel" genannt, bei dem zahlentragende Spielsteine
in einer Ebene verschoben werden. Das baldige Erreichen der Lösung stellt -bei diesem
Spiel noch keine hohen Ansprüche an die systematische Vorgehensweise des Spielers.
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Ein weiteres ebenes Spiel (DE-OS 23 38 117) stellt eine ebene Nachbildung
der klassischen "Türme von Hanoi" dar, wobei zum regelgemäßen Umschichten der Spielsteine
je nach deren Zahl eine gegebene, im Fall mehrerer Spielsteine sehr hohe Zahl Von
Verschiebungen stattfinden ' muß, so daß auch bei gekonntester Durchführung die
Lösung nur äußerst langwierig erreicht werden kann.
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Es ist auch ein Puzzlespiel bekannt (DE-OS 25 27 740), das wahlweise
auf einem räumlichen regelmäßigen Polyeder oder auf einem dessen Einzelflächen abbildenden
ebenen Spielbrett gelegt werden kann, wobei für jede Polyederfläche ein gleichgeformtes
Auflageelement vorhanden ist, das nach Ordnungsgesichtspunkten in Bezug zu den Auflageelementen
der benachbarten Flächen aufzulegen ist. Hierbei ergeben sich zwar zahlreiche Kombinationsmöglichkeiten
und eine schwierige Lösung, jedoch sind die lose aufzulegenden Spielsteine,
die
im Fall eines räumlichen Polyeders beispielsweise magnetisch gehalten werden müssen,
insofern nachteilig, als die Gefahr des Verlusts besteht und das Puzzlespiel eher
ein Tischspiel ist, jedoch nicht so leicht zum Zeitvertreib unterwegs mitgenommen
werden kann.
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Aus dem letzteren Gesichtspunkt günstiger ist der als "Rubik's Cube"
bekannte Würfel (Endl: "Rubik's Rätsel des Jahrhunderts", Würfel-Verlag GmbH Giessen
1981), bei dem man durch Verdrehen jeweils unterschiedlich. aus Würfelelementen
zusammengesetzter Würfelscheiben eine große Zahl von Kombinationen einstellen kann
und dann die Grundstellung zurückfinden muß. Die Zahl der Kombinationen der Würfelelementenkonstellationen
ist hierbei durch die relativ niedrige Zahl der verstellbaren Komponenten begrenzt.
Die Lösung ist mittlerweile auch vollkommen erforscht und bei Kenntnis des richtigen
Lösungswegs bedarf es nur weniger Minuten, um von jedem beliebigen Verdrehungszustand
zum geordneten Zustand zu kommen.
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Dem Hauptpatent liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues räumliches,
auch unterwegs spielgeeignetes Schiebespielzeug zu schaffen, das eine noch unbekannte
Lösungssystematik und eine erhöhte Zahl von Kcnstellationskombinationen besitzt.
Dies wird gemäß einer Ausführungsform durch die im Oberbegriff des Anspruchs 1 erreichte
Merkmalskombination erreicht. Bei einem solchen kugelförmigen Schiebespielzeug,
bei dem allerdings die Schiebeelemente auch von der Kugelform abweichende Außenflächen,
z.B. mit Erhöhungen oder Vertiefungen oder ebene oder prismatische Flächen aufweisen
können, gibt es aufgrund des zur Wahl der Unterteilungen herangezogenen Polyeders,
nämlich des Ikosaeders, eine ausreichende Vielfalt und Kompliziertheit, wobei die
Flächen in Form von Kugelschalendreiecken um Eckpunkte zu verdrehen sind. Das Spielzeug
stellt dabei einen integralen, also taschengeeigneten Gegenstand dar.
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Insbesondere bei Verwendung von Herstellungsmaterialien, die zu großen
Herstellungstoleranzen führen, kann sich die Führung der Kugelschalendreiecke nur
mit Hilfe pilzförmiger Führungskörper, die die Drehpole darstellen, als problematisch
erweisen. Während ein zu
strammer Sitz unter den Kappen der pilzförmigen
Führungskörper zu einer relativ hohen Reibung auf der Grundkugel führt und damit
die Verschieblichkeit beeinträchtigt, führt ein zu lockerer Sitz unter den Kappen
zu einem Klappern der gesamten Kugelschale, mit der Folge ungenauer Markierungsübereinstimmung
und Kontaktgabe und leichter Zerstörbarkeit.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das angestrebte
Schiebespielzeug so zu schaffen, daß weder eine hohe Reibung noch ein zu lockerer
Aufbau den Spielzweck beeinträchtigen können.
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Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung
gelöst, die den Bau des Spielzeugs mit einem festen Halt der aus den Führungskörpern,
den Kugelschalendreiecken und den Führungsschienen zusammengesetzten Kugelschale
ermöglicht indem die Kugelschalendreiecke entlang ihren drei Kanten oder zumindest
entlang Teilen ihrer drei Kanten durch die Führungsschienen auf die Kernkugel niedergehalten
werden und diese Führungsschienen selbst in der Ruhestellung von Führungskörper
zu Führungskörper und in der Verdrehungsstellung von einem der Führungskörper zu
einer anderen Führungsschiene erstreckt sind und hierbei an beiden Enden sicher
festgehalten werden. Durch die Verwendung der dreißig zusätzlichen Führungsschienen,
die einfache Pref3teile sein können, werden also die Integrität des Spielzeugs,
die Rastmöglichkeiten in der Ruhestellung und die Kontaktmöglichkeiten bei elektronischer
Auswertung sowie die Vermeidung von Schiebehemmungen und Beschädigungsgefahr erheblich
verbessert und somit der Spielwert stark erhöht.
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Die "Kugel" kann hierbei auch eine unterbrochene Kugel sein, wesentlich
ist nur, daß die auf die Kugel projizierten Kantenlinien bzw.
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die hiervon gegebenenfalls geringfügig abweichenden Begrenzungslinien
der Kugelschalen auf der Kugelfläche vorhanden sind, die im übrigen durchlöchert
und im Inneren hohl sein kann oder auch durch eine kugelförmige Nut-Feder-Struktur
unter den Kugelschalenelementen nachgebildet sein kann.
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Zum Festhalten der Kugelschalendreiecke und der Führungsschienen an
der Kernkugel können analog zu im Hauptpatent angegebenen Möglichkeiten gemäß den
Ansprüchen 5 bis 7 diese Teile an den Projektionen der Ecken durch Führungskörper
niedergehalten sein, an deren Hals sie beim Verdrehen entlanggleiten und deren Kappe
ein Abheben verhindert, und/oder es können in der Kernkugel und in den Kugelschalendreiecken
und den Führungsschienen ineinandergreifende Führungsmittel nach Art von Nut und
Feder vorhanden sein, die eine ziemlich genaue Führung der möglichen Verdrehungsbahnen
der Kugelschalendreiecke ergeben und das Entstehen einer "Klapperkonstruktion" weitgehend
verhindern. Weitere Führungsmittel können nach Anspruch 8 ergänzend vorhanden sein.
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Es ist zwar ein aus Kugelschalenteilen zusammengesetztes, insgesamt
kugelförmiges Spielzeug bekannt (GB-PS 1 344 259), dessen Kugelschalenteile ebenfalls
gegeneinander verschiebbar sind und mit Nut und Feder zusammengehalten sind. Unter
den Kugelschalenteilen befinden sich auch Kugelschalendreiecke. Der gegenseitig
verschiebliche Eingriff solcher Kugelschalenteile mit Hilfe von Nut und Feder ist
also an sich, nämlich für den Fall einer relativ einfachen Unterteilung der Kugeloberfläche
und niedrigere Kombinierbarkeit, bekannt.
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Die einzelnen, jeweils die Projektion eines der Eckpunkte des Ikosaeders
kranzförmig umgebenden Kugelschalendreiecke mit ihren Führungsschienen können im
Verlauf ihrer Umdrehung ihre Ruhestellung, in der die anderen Dreiecksecken ebenfalls
auf Projektionen von Ikosaederecken gerichtet sind, und dazwischenliegende Verdrehstellungen
einnehmen. Da die Ruhestellung die Voraussetzung dafür ist, daß benachbarte Kränze
verdreht werden können, sind vorzugsweise gemäß Anspruch 9 die Ruhestellungen durch
eine Raststellung festgelegt, wofür bekannte elastische Konstruktionen dienen können.
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Zum Zweck der Erstellung von Spielregeln sind vorzugsweise gemäß Anspruch
12 an den Kugelschalendreiecken eckenbezogene Markierungen vorhanden und sind, sofern
Teile der Kernkugel wie beispielsweise die Führungskörper an den Projektionen der
Ikosaederecken sichtbar
sind, diese Stellen mit individualisierenden
blarkierungen versehen, wobei die Markierungen beispielsweise Farben, Zahlensymbole
oder begriffliche Symbole sein können. Die Spielregel kann beispielsweise darin
bestehen, zusammengehörende eckenbezogene Markierungen zusammenzubringen oder gegebenenfalls
an einer entsprechenden kugelfesten Markierung zu versammeln. Auch für rand- oder
flächenbezogene Markierungen, die auch die Führungsschienen noch in Anspruch nehmen
können, lassen sich Spielregeln aufstellen.
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Bei der Projektion eines Ikosaeders auf die Kugelfläche entstehen
also 20 Kugelschalendreiecke. Jeweils fünf um einen Drehpunkt angeordnete lassen
sich kranzweise um 720, 144°, 2f60 oder 2880 drehen, wodurch sie wieder in eine
Grundstellung geraten. Dies führt zur Möglichkeit der Einstellung von theoretisch
mehr als 8,4 Quadrilliarden Konstellationen, wenn die Führungsschienen unmarkiert
bleiben.
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Eine Markierung auch der Führungsschienen, wie in Anspruch 13 angegeben,
führt zu einer nochmal bedeutend erhöhten Zahl möglicher Konstellationen.
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Es ist ebenso wie gemäß dem Hauptpatent möglich, das erfindungsgemäße
Schiebespielzeug zu elektronisieren und so in es eine automatische Vorgangsspeicherung
und/oder Auswertung einzubeziehen, wodurch die Zahl der wählbaren Spielregeln noch
weiter erhöht wird.
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Hierzu werden vorzugsweise nach Anspruch 14 im Bewegungsbereich der
verdrehbaren Teile einerseits und an den verdrehbaren Teilen selbst andererseits
Markierungs-Sensor-Zuordnungen geschaffen, aufgrund derer ein interner Mikroprozessor
die Konstellationsanalyse und Auswertung vornimmt. Als Anzei gevorrichtung können
beispielsweise eine oder mehrere Siebensegmentanzeigen dienen, die Zahlen oder Buchstaben
vorweisen, und/oder können akustische Signalgeber mit unterschiedlichen Kenntönen
dienen. Die Anordnung dieser Elemente ebenso wie das Anbringen einer Öffnung für
einen Batteriewechsel können im Bereich eines pilzförmigen Führungskörpers und/oder,
bei Vorhandensein eines abnehmbaren, beispielsweise abschraubbaren Führungskörpers,
unter herausnehmbaren Kugelschalendreiecken vorgesehen sein.
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Beim Ikosaeder gibt es vier Tetraederecken entsprechende Punkte auf
der Oberfläche der Kugel bzw. Kernkugel, über die sämtliche Kugelschalendreiecke
und
Führungsschienen bei Umdrehung jedes Dreieckkranzes hinwegwandern müssen. Sofern
jedes Kugelschalendreieck durch die Sensoren feststellbare individuelle Merkmale
wie beispielsweise maschinell lesbare Ziffernfolgen aufweist, läßt sich so gemäß
Anspruch 15 durch eine Umdrehung von vier bestimmten Drehkränzen die augenblickliche
Konstellation des Schiebespielzeugs vollständig erfassen und einspeichern. Sind
die Führungskörper mit den Drehkränzen mitdrehend, so kann die Ausführung nach Anspruch
16 baulich einfacher sein, bei der sämtliche Drehwinkel erfaßt und verarbeitet werden.
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Beim erfindungsgemäßen Schiebespiel sind u.a. folgende Solospiele
denkbar: - Statische Analyse der Konstellation.
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- Zählung der Drehschritte, die ein Spieler durchführt.
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- Messung der Zeit, die ein Spieler braucht.
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- Dynamische Analyse der durchgeführten Drehschritte.
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- Speicherung von Drehschritten, um sie dann rückläufig (retrograd)
vorzugeben, damit die Anfangskonstellation wieder erreichbar ist.
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- Vorgabe von Drehschritten unterschiedlicher Strategien, die zu einer
Lösung führen.
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- Vorgabe von Drehschritten, die zu bestimmten Mustern führen.
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- Vorgabe von Drehschrittfolgen, die dann aus dem Gedächtnis vom Spieler
zu wiederholen sind, mit Erfolgskontrolle, Fehlerhinweisen und rückläufiger Vorgabe.
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Zwei oder mehrere Personen können auch im Wettstreit gegeneinander
spielen und dann z.B. die Aufgabe haben, bestimmte Markierungen von bestimmten Startpositionen
zu bestimmten Zielpositionen zu schieben oder zu drehen, bestimmte Markierungen
zu bestimmten Mustern anzuordnen oder mit bestimmten Markierungen andere Markierungen
einzukreisen oder zu sperren. Bei diesen Regeln kann die Elektronik einerseits Dienstleistungsfunktionen
übernehmen wie z.B. das Vergeben oder Berechnen bestimmter logischer, geometrischer
oder arithmetischer Gegebenheiten. Die Elektronik kann aber auch andererseits die
Funktionen eines gleichwertigen Spiel partners übernehmen und dann
auf
der Grundlage der Spiel- und Entscheidungstheorie die entsprechenden taktischen
und strategischen Berechnungen durchführen, etwa wie ein Schachcomputer.
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Die erfindungsgemäßen Schiebespielzeuge sind also Lehr-, Lern- und
Spielmittel, mit denen man räumliches Vorstellungs- und Erinnerungsvermögen, logisches
oder strategisches Denken, manuelle Geschicklichkeit sowie Spielfreude lehren, lernen,
entwickeln und fördern kann.
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Weitere Einzelheiten, Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme
auf die Zeichnung. Es zeigen in wechselnden Maßstäben: Fig. 1 die Grundstruktur
eines durch Projektion eines Ikosaeders gebildeten Schiebespielzeugs in perspektivischer
Darstellung mit teilweise weggelassenen Einzelheiten; Fig. 2 einen Schnitt in einer
Ebene 2-2 in Fig. 1; Fig. 3 Unteransichten zweier alternativ gestalteter Führungsschienen
zur Verwendung beim Schiebespielzeug nach Fig. 1; Fig. 4 eine perspektivische Teilansicht,
teilweise auseinandergezogen, einer aus Kugelschalendreiecken und Führungsschienen
zusammengesetzten Kugelschale; Fig. 5 eine Draufsicht auf den Bereich einer mit
einem runden Führungskörper bestückten Ikosaederecken-Projektion; Fig. 6 einen Führungskörper,
ein Kugelschalendreieck und eine Führungsschiene einer leicht abgewandelten Ausführungsform;
Fig. 7 eine Draufsicht entsprechend Fig. 5 bei Verwendung der Elemente nach Fig;
6 und mit einem ein Stück weit verdrehten Drehkranz; Fig. 8 eine Draufsicht auf
ein von drei Führungskörpern gemäß Fig.
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7 gehaltenes Kugelschalendreieck; Fig. 9 einen Schnitt in einer Ebene
9-9 in Fig. 7;
Fig. 10 und 11 perspektivische Darstellungen von
jeweils einem Führungskörper, einem Kugelschalendreieck und einer Führungsschiene,
die unterschiedliche Führungsmittel anwenden; Fig. 12a und b Radialschnittabschnitte
durch Führungsnut- und -federanordnungen zur Führung der Kugelschalendreiecke; Fig.
13 einen Schnitt in der abgewickelten Oberfläche einer Kernkugel mit Blick auf die
Unterseite eines Kugelschalendreiecks bei einer Führung nach Fig. 12a; Fig. 14 einen
Teilschnitt durch das Schiebespielzeug mit durch an den Projektionen der Ikosaederecken
sitzende Führungskörper geführten Führungsschienen, die in der Ruhestellung federnd
einrasten; Fig. 15 eine perspektivische Darstellung des Schiebespielzeugs unter
Verwendung der in Fig. 6 dargestellten Elemente mit auch äußerlich kugelförmiger
Gestalt; Fig. 16 eine perspektivische Darstellung des Schiebespielzeugs, dem im
Vergleich zu Fig. 15 durch Abschneiden von Kugelkalotten die Außenform eines Dodekaeders
gegeben ist; Fig. 17 einen mittigen Querschnitt durch das Schiebespielzeug nach
Fig. 16; Fig. 18 eine perspektivische Darstellung entsprechend Fig. 16 mit der Außenform
eines Ikosaeders.
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Von den fünf i'platonischen Körpern" stellt das regelmäße lkosaeder
(Zwanzigflächner) nach Fig. 2 den kompliziertesten, weil flächenreichsten dar. Seine
Projektion auf eine zu ihm konzentrische Kugelfläche ergibt ein Unterteilungsgitter
mit zwanzig sphärischen Dreiecken, mit dreißig die Dreieckseiten von je zweien dieser
Dreiecke darstellenden sphärischen Strecken und mit zwölf Punkten, an denen jeweils
fünf dieser Dreiecke aneinanderstoßen.
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Das erfindungsgemäße Schiebespielzeug ist entsprechend der Projektion
eines derartigen regelmäßigen Ikosaeders aufgebaut. Es besteht gemäß den Fig. 1
bis 5 aus einer Kernkugel 1, an der zwölf
pilzförmige Führungskörper
3 mit hälsen 4 und Kappen 5 befestigt sind. Entlang der Oberfläche der Kernkugel
1, jeweils zwischen den den Ikosaederkanten entsprechenden sphärischen Linien, liegen
Kugelschalendreiecke 7, deren Unterfläche der Oberfläche der Kernkugel 1 entspricht,
auf der sie gleitend ruhen, und Führungsschienen 8, die durch die Kappen 5 der pilzförmigen
Führungskörper 3 auf die Oberfläche der Kernkugel 1 niedergehalten werden. Die auswärtsgerichteten
oberen Flächen der Kappen 5, der Kugelschalendreiecke 7 und der Führungsschienen
8 können beliebig, also z.B. kugelig gekrümmt, aber auch eben oder mit einem Profil
gestaltet sein. Die' Führungskörper 3 sitzen an Punkten 9 der Projektionen der Ikosaederecken.
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Jede der Führungsschienen 8 trennt zwei benachbarte Kugelschalendreiecke
7. Die Führungsschienen 8 bestehen, wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, aus
einem radial führenden Niederhalter 10 größerer Breite und einer integral an dessen
Unterseite hängenden, tangential führenden Gleitschiene 10', die in Zungen 10" ausläuft,
die in Längsrichtung über den Niederhalter 10 vorstehen. Bei der Ausführungsform
nach Fig. 1 liegen die Niederhalter 10 über den Randstreifen der Kugelschalendreiecke
7 und stehen ebenso wie die Kappen 5 der Führungskörper 3 über die Außenfläche der
Kugelschalendreiecke 7 vor. Sofern eine möglichst gleichmäßige Kugeloberfläche angestrebt
wird, können die Randbereiche der Kugelschalendreiecke 7 auch entsprechend abgestuft
sein, so daß die Niederhalter 10 und die Kappen 5 nur in die Stufe dieser Randbereiche
eingreifen. Die Führungsschienen 8 selbst greifen mit ihren Zungen 10" unter die
Kappen 5 der Führungskörper 3 und liegen gleitfähig mit ihren Stirnseiten am jeweiligen
Hals 4 des Führungskörpers an. Von den in Fig. 3 dargestellten Führungsschienen
8 weist eine eine zweigeteilte Gleitschiene 10' auf, wobei dann die Kugelschalendreiecke
größer sein können und mit ihren Rändern nahe aneinanderligen. Die Stirnseiten des
Niederhalters 10 und der Zungen 10" sind konvex so abgerundet, wie es dem Drehradius
beim Verdrehen um den abgelegenen Punkt 9 entspricht, während der Niederhalter 10
entlang seinen Seiten bogenförmig taillierte Längskanten mit gleichem Radius hat
und auch die Gleitschiene entsprechend konkav ist. Beim Verdrehen
gleiten
dann die entsprechenden konvexen an den konkaven Kurvaturen entlang.
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Die Befestigung der Führungskörper 3 an der Kernkugel 1 hängt vom
Herstellungsgang des Schiebespielzeugs ab. Beispielsweise können sämtliche Führungskörper
3 angeschraubt sein, es können jedoch auch elf von ihnen integral mit der Kernkugel
1 ausgeformt sein, während nur der zwölfte Führungskörper 3, von dessen Position
aus die zwanzig Kugelschalendreiecke 7 und die zwanzig Führungsschienen 8 entlang
der Oberfläche eingeschichtet werden, einschraubbar ist und nach erfolgtem Einschichten
der Teile 7 und 8 eingeschraubt wird. Wird eine eventuelle spätere Abnahme und Neu-Einschichtung
der Teile 7 und 8 nicht für erforderlich gehalten, so kann auch die Kugel mit den
Stümpfen der Führungskörper 3 integral ausgeformt sein, deren Kappen 5 dann im Fertigungsgang,
nachdem die Kugelschalendreiecke aufgelegt sind, auf die Stümpfe aufgeklebt oder
aufgeschweißt werden.
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Die Kanten der Kugelschalendreiecke 7 sind in doppeltem Sinne bogenförmig,
nämlich zunächst entsprechend dem Radius der Kugeloberfläche, jedoch außerdem auch
noch innerhalb der Kugeloberfläche von einem Großkreis abweichend insofern, als
die Dreieckseiten bogenförmig um den gegenüberliegenden Punkt 9 der Projektion der
Ikosaederecke gestaltet ist, so daß ein Verschwenken des Kugelschalendreiccks 7
um diesen knapp vor der Dreieckspitze liegenden Punkt 9 leicht möglich ist, ohne
daß sich die Radialerstreckung um diesen Punkt 9 bei der Dreieckverschwenkung ändert.
Auch die Führungsschienen 8 sind der Kugeloberfläche angepaßt bogenförmig und die
Seitenränder ihrer Gleitschienen 10' sind, wie erwähnt, konkav so ausgebildet, daß
die beiderseitigen Bögen den konvex abgerundeten Dreieckseiten der Kugelschalendreiecke
entsprechen, die an diesen Gleitschienen 10' entlang verschoben werden können.
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Gemäß Fig. 1 bilden Kugelschalendreiecke 7a, 7b, 7c, 7d und 7e einen
Kranz von Kugelschalendreiecken 7, der als Ganzes einschließlich der dazwischenliegenden
Führungsschienen 8 um den Hals eines
der an den Punkten 9 sitzenden
pilzförmigen Führungskörper 3, nämlich um den mit abgeschnittener Kappe dargestellten
Führungskörper 3a, verdrehbat ist. Bei der Verdrehung gleiten die dem Führungskörper
3a gegenüberliegenden Dreieckseiten entlang den Seitenlinien der gegenüberliegend
daran anschließenden Führungsschienen 8 und entlang den Hälsen 4 der an den benachbarten
Punkten 9 sitzenden Führungskörper 3, bis beispielsweise um eine Teilung (72°) weitergedreht
ist, also das Kugelschalendreieck 7a am früheren Ort des Kugelschalendreiecks 7b
das Dreieck 7b am früheren Ort des Dreiecks 7c usw. liegt und sich die Kugelschalendreiecke
jeweils auch noch um sich selbst gedreht haben.
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Bei einer anschließenden Verdrehung um eine anderen Punkt 9 der Projektion
der Ikosaederecken können beispielsweise zwei der zum vorherigen Kranz 7a, 7b, 7c,
7d, 7e gehörenden Kugelschalendreiecken und die dazwischenliegende Führungsschiene
8 auch zu diesem neuen Kranz gehören und aus dem Bereich des alten Kranzes um den
Führungskörper 3a rausgedreht werden, wofür andere Kugelschalendreiecke in diesen
zuerst beschriebenem Kranz hineingedreht werden.
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Durch entsprechend häufiges Verdrehen kann jedes der zwanzig Kugelschalendreiecke
7auf jeden beliebigen der zwischen jeweils drei Führungskörpern 3 bzw. Punkten 9
liegenden Platz der sphärischen Dreiecke hingedreht werden. Außerdem kann durch
entsprechend häufiges Verdrehen jede der dreißig Führungsschienen 8 auf jeden beliebigen
Platz zwischen zwei Kugelschalendreiecken 7 hingedreht werden.
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Fig. 6 zeigt die Elemente der Kugelschale, nämlich Führungskörper,
Kugelschalendreieck und Führungsschiene, einer abgewandelten Ausführungsform, die
sich insbesondere dadurch auszeichnet, daß der Führungskörper einen fünfeckigen
und relativ zur Kugel, im vorliegenden Fall zu seiner Befestigung, um seine Längsachse,
die die Drehachse des umgebenden Drehkranzes ist, verdrehbaren Führungskopf 5' aufweist.
Die Stirnseiten der Niederhalter 10 der Führungsschienen 8 liegen an den Seitenflächen
des Führungskopfs 5' an, der wiederum die Zungen 10" überdeckt. Die in den Fig.
7 bis 9 in Einzelheiten dargestellten Schiebespielzeuge verwenden die Elemente nach
Fig. 6.
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In Fig. 7 sind im linken oberen Bildteil die Kugelschalendreiecke
7a, 7b in teilweise verdrehter Stellung, also während des Verdrehungsvorgangs, dargestellt.
Dieser dargestellte Zwischenzustand ist als Verweilzustand ungeeignet, er stellt
nur einen Übergangszustand dar. Die Ruhelagen aller Kugelschalendreiecke 7 bzw.
aller Kränze von Kugelschalendreiecken sind die in Fig. 1 dargestellten Lagen. In
diesen Ruhelagen rasten in Fig. 14 dargestellte Rastkörper zwischen der Kernkugel
1 und den Führungsschienen 8 ein, so daß das Anhalten der Verdrehung in einer der
Ruhelagen keine Schwierigkeiten bereitet.
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Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 6 bis 9 weisen die Kugelschalendreiecke
7 in der Dicke von oben her reduzierte Randstreifen 11 und die Führungskörper 8
in der Dicke von unten her reduzierte Randstreifen 12 auf, die sich gegenseitig
überdecken. Die Randstreifen 11 können sich auch noch unter die Führungsköpfe 5'
der Führungskörper 3 erstrecken, wobei bei Abstimmung der gegenseitigen Dicken eine
Außenkugelfläche ohne vorspringende Teile entsteht.
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Die Fig. 10, 11 und 14 zeigen abgewandelte Arten der Führung der Kugelschalendreiecke
7 und der Führungsschienen 8. Hierbei sind Nut- und Feder-Führungen vorhanden, die
in verschiedenen Kombinationen möglich sind. Beispielsweise können die Führungskörper
Nuten haben, die Führungsschienen an den Schmalseiten Federn und an den Längsseiten
Nuten haben und die Kugelschalendreiecke an allen Seiten Federn haben; oder es können
die Führungskörper Federn haben, die Führungsschienen an den Schmalseiten Nuten
und an den Längsseiten Federn haben und die Kugelschalendreiecke an allen Seiten
Nuten haben. Die Unterseite der Nuten kann auch einerseits durch die Kernkugel gebildet
sein, andererseits können die Nuten und Federn, wenn sie kräftig genug sind, selbst
die Kugel ersetzen, da sie in der Kugelfläche liegen. Die Führungskörper müßten
in diesem Fall durch besondere Verbindungsglieder starr miteinander verbunden sein.
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Weiterhin bleibt unbenommen, für die Kugelschalendreiecke noch weitere
Führungen zu schaffen, die ein noch stetigeres Gleiten erlauben
und
wiederkehrende Ruhestellungen, Kontaktstellungen, usw. noch sicherer ergeben. Gemäß
Fig. 12a weist die Kernkugel 1, gemäß Fig.
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12b als alternative Ausführung das einzelne Kugelschalendreieck 7
eine Anzahl von Führungszapfen 13 auf, die jeweils in eine von entsprechend den
Verdrehungsbahnen verteilten Führungsnuten 15 eingesteckt sind. Zum Zwecke der Montage
sind die nach Fig. 12a insgesamt konisch erweiterten Führungszapfen 13 elastisch
zusammendrückbar, so daß sie in die Führungsnuten 15 hineingedrückt werden können.
Gemäß Fig. 12b sind die Zapfen und Nuten nicht schwalbenschwanzförmig, die Führung
wirkt also nur in Tangentialrichtung und nicht in Radialrichtung. Fig. 13 zeigt
für eine Ausführungsform gemäß der Fig. 12a an der Unterseite der einzelnen Kugelschalendreiecke
7 das Netz der Führungsnuten 15, die für jeden Führungszapfen 13 den drei möglichen
Verdrehungsbahnen des Kugelschalendreiecks 7, nämlich um die jeweils anliegenden
Punkte 9 der Projektion der Ikosaederecken, entsprechen.
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Fig. 14 zeigt in einem Radialschnitt in einer gemeinsamen Darstellung
die Führungen nach den Fig. 10 und 11, wobei die an den Projektionspunkten 9 sitzenden
Führungskörper entsprechend abgewandelt sind, und zwar sind zur jeweiligen Veranschaulichung
rechts und links unterschiedliche Führungsmittel dargestellt. Der rechte Führungskörper
3 weist die kreisringförmig um seinen Umfang umlaufende Nut 16 auf, in die die umlaufend
von der die Dicke überbrückenden Umfangs-Stirnfläche der Führungsschiene 8 vorstehende
Rippe 17 eintaucht, die die Funktion der Zungen 10" nach Fig. 3 erfüllt. Links ist
- wie in Fig. 9 - ein pilzförmiger Führungskörper dargestellt, dessen Kappe 5 in
eine umlaufende Randnut 18 der Stirnfläche der Führungsschiene eingreift. Weiterhin
greifen federnd auswärtsstrebene Rastbolzen 19, die in Taschen 20 in der Kernkugel
1 versenkt sind, in Rastausnehmungen 20' in den Führungsschienen 8 ein. Die Rastausnehmungen
20' weisen eine solche Tiefe auf, daß die Rastbolzen 19 an diesen Stellen einrasten.
Diese Einraststellung entspricht der Ruhestellung der Kugelschalendreiecke 3, in
der also jeweils eine ihrer Dreiecksspitzen auf einen der Punkte 9 der Projektion
der Ikosaederecken gerichtet ist.
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Die Kugelschalendreiecke 7 und die Kappen 5 der Führungskörper 3,
gegebenenfalls auch die Führungsschienen 8, weisen eckenbezogene Markierungen 21
oder kantenbezogene Markierungen 22 auf, die gemäß der Zeichnung aus Buchstaben
bestehen. Die Wahl der Markierungen ist beliebig, es kann sich im einfachen Fall
um Farben und im schwierigen Fall um begriffliche Symbole oder Angaben handeln,
die nach Gruppenzusammengehörigkeit geordnet werden können, beispielsweise Namen
von Baumeistern und Bauwerken, die auch bildlich dargestellt sein können, von Feldherren
und Schlachten, von Tierfamilien und Tiergattungen, von fünf bzw. sechs unterschiedlichen
Darstellungen gleicher Gegebenheiten wie Zahlen in verschiedenen Basissystemen usw.,
schließlich auch zusammenzukombinierende Werbeslogans.
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Die Fig. 15 bis 18 veranschaulichen verschiedene wählbare Außenkonfigurationen.
Diese können dadurch variieren, daß verhältnismäßig dicke Kugelschalenelemente verwendet
werden, die dann in der Ruhestellung an die Kugel durchschneidenden Schnittebenen
durchgeschnitten werden.
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Fig. 15 zeigt hierfür zunächst wieder die kugelförmige Ausführung,
und zwar bei Draufsicht auf einen der in diesem Fall fünfeckigen Führungsköpfe 5'
mit dem ihn umgebenden Drehkranz. Fig. 16 zeigt die gleiche Grundkonstellation,
wobei die Kugel jedoch von zwölf Richtungen her unter Bildung eines Dodekaeders
abgeflacht ist.
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Hierbei sind die einfach ausgezogenen Linien die Dodekaederkanten,
während die Doppellinien die Trennflächen darstellen, die eine gegenseitige Verdrehung
der auf den beiden Seiten der Trennfläche liegenden Körperteile ermöglichen.
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Fig. 17 zeigt einen Schnitt durch die Dodekaederausführung nach Fig.
16, wobei eine Linie a die Fünfeckkante und eine Linie b die Fünfeckhöhe darstellt.
Die unterschiedlichen hlaße der Führungsschiene an den verschiedenen Stellen der
Darstellung ergeben sich daraus, daß diese einmal im Längsschnitt und einmal im
Querschnitt erscheint.
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Bei der Ausführung nach Fig. 17 sind nur die Führungskörper 3, die
die drehbaren Führungsköpfe 5' tragen, mit der Kernkugel starr verbunden. Die Kernkugel
kann deshalb durch ein entsprechendes Gerüst 22 ersetzt sein, das diese starre Verbindung
der Führungskörper 3 übernimmt. Die Führungsaufgabe der Kernkugel hinsichtlich der
Kugelschalendreiecke und der Führungsschienen übernehmen die Nuten und Federn, deren
radial innere Abstützflächen auf einer die massive Kugel ersetzenden Kugelfläche
liegen.
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Nach Fig. 18 ist die Fläche der Kugel von Fig. 15 so zurückgeschnitten,
daß ein Ikosaeder entsteht. Wiederum wird die Kugelstruktur durch die Kernkugel
oder durch die Nuten und Federn in Verbindung mit einem inneren Gerüst übernommen.
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Das Schiebespiel eignet sich zur elektronischen Auswertung, wobei
insbesondere eine akustische Signalgabe in Frage kommt und der Batteriewechsel entweder
an der Stelle der Führungskörper 3 oder unter einem abzumontierenden Kugelschalendreieck
7 möglich ist. Die entsprechenden äußeren Merkmale einer derartigen inneren elektronischen
Schaltung sind in der Zeichnung nicht dargestellt.
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Eine elektronische Auswerteschaltung im Inneren der Kugel setzt voraus,
daß an ausgewählten Stellen der Kernkugel 1 einige Sensoren angeordnet sind, die
beispielsweise aus einem Elektrodenpaar bestehen, an dem durch das Vorbeigleiten
leitender Teile der Schiebeelemente eine vorübergehende elektrische Verbindung hergestellt
wird.
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Gemäß bekannten Techniken können auch magnetische, optische, kapazitive
oder mechanische Abtastorgane vorhanden sein.
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Die elektronische Schaltung kann Lösungshinweise geben, als Schiebezähler
oder Zeitmesser arbeiten, die Schiebeschritte abspeichern, eine Speichervorgabe
bereithalten und viele andere Spielprogramme verwirklichten.
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Beim Schiebespielzeug nach Fig. 1 können an der Oberfläche der Kernkugel
1 vier Stellen bestimmt werden, deren Verbindung ein
Tetraeder
ergeben würde und die jeden möglichen Drehkranz der Kugelschalendreiecke erfassen.
Jede beliebige Verdrehung der Kugelschalendreieckskränze mit den Führungsschienen
bewirkt also an einer dieser Stellen ein Überschreiben durch die Kugelschalendreiecke,
so daß bei einer Anordnung der Sensoren an diesen Stellen und einer individuellen
Kodierung der unterseitigen Markierungen der Kugelschalendreiecke die interne Elektronik
den Verdrehungsverlauf erfassen und speichern kann. Diese vier Stellen liegen im
Bereich von Mittelpunkten von sphärischen Dreiecken, die zwischen sich wiederum
zwei sphärische Dreiecke haben, welche durch die Verbindungslinie dieser Stellen
quer durchgeschnitten werden. In Fig. 1 sind zwei derartiger Sensorstellen 47 eingezeichnet,
die beiden anderen befinden sich mit zu den sichtbaren Stellen 47 senkrecht kreuzender
Verbindungslinie auf der (gemäß der Zeichnung) Rückseite der Kugel.
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