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Dreidimensionales logisches und konstruktives Spielzeug
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Anwendungegebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft ein dreidimensionales
logisches und konstruktives Spielzeug mit regelmäßiger1 halb regelmäßiger. sphärischer
oder amorpher äußerer Körperform, vorzugsweise in Form eines Tetraeders, wobei der
Körper aus gegeneinander drehbeweglichen Teilkörpern zusammengesetzt ist und im
räumlichen Körpermittelpunkt ein sechsarmiger Zentralkörper mit rechtwinklig zueinanderstehenden
Armen angeordnet ist. Die Erfindung kann einerseits als logisches Spielzeug angewendet
werden1 wobei aus einer ungeordneten Menge und Stellung von Teilkörpern durch Relativbewegung
in drei Drehebenen und ohne Zerlegung des Gesamtkörpere eine nach Symbolzeichen,
z, B, unterschiedliche Farbanordnungt Zahlen, Illustrationen gruppenweise geordnete
Mengen ausgebildet werden können und umgekehrt. Die äußere Form des Spielzeuges
ist dabei eine geschlossene dreidimensionale Raumform, deren Ausgangs- und Endform,
z. B, ein Tetraeder, gleich ist.
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Andererseits kann die Erfindung auch als formbildendes, konstruktives
Spielzeug angewendet werden, bei welchem aus einer geschlossenen dreidimensionalen
Reumfors, z. B, einem Tetreeder, durch ein- oder mehrmalige Relativbewegung der
Teilkörper in den drei Dreh ebenen verschiedenartige Raumformen erzielt werden können,
wobei sich während des Spielens die äußere Raumform verändert und ein konstruktives
Spielerlebnis bietet. Der Spielreiz kann erhöht werden1 wenn verschiedenartige Raumkör-
per
mit symmetrischer Symbolzeichenanordnung gebildet werden sollen.
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Ausgehend von diesen Spielvariationen ist das gattungsgemäße Spielzeug
als Lehr- und Lernmittel bereits für Kinder im Vorschulalter geeignet und kann darüber
hinaus auch als Testeinrichtung, insbesondere für Kinder, verwendet werden1 um bestimmte
Aussagen z. B, über ihre Variations- und Kombinationsfähigkeiten oder das konstruktive
Denken gewinnen zu können. Die Erfindung kann auch als Werbeträger und/oder Anhänger,
z. 8. Schlüsselanhänger, angewendet werden.
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Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Es sind bereits
eine Anzahl von logischen und konstruktiven Spielzeugen bekannt, die aus miteinander
verbundenen, verstellbaren oder verdrehbaren Elementen oder aus in/oder aneinanderfügbaren
Einzelelementen bestehen.
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Das Funktionsprinzip der konventionellen dreidimensionalen Puzzles
ist im wesentlichen gleich und besteht darin, aus einer Anzahl von Einzelelementen
durch In-, Aneinanderfügen oder Zusammensetzen eine vorgegebene Körperform mit unterschiedlicher
Farbkombination oder unterschiedliche Körperformen auszubilden. Die Einzelelemente
können z. 8. die Form eines Würfels (US-PS 4 189 151; US-PS 3 788 645; US-PS 3 655
201), einer Pyramide (US-PS 3 949 994), eines Oktaeders und Tetraeders (DE-GM 7
407 123) aufweisen oder V-förmig sowie U-förmig (US-PS 4 121 831) ausgebildet sein.
Die Einzelteile sind teilweise auch untereinander verbindbar, z. 8. entsprechende
Formgebung, Verbindungszapfen sowie
Magnete Gemeinsamer Nachteil
dieses konventionellen Puzzles ist, daß sie aus Einzelteilen bestehen, die leicht
verlorengehen können.
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Es ist auch ein konstruktives Spielzeug, die sogenannte "rauberschlange"
bekannt, dessen Elemente aus hohlen Prismen mit dreieckigen Grundflächen und quadratischen
Seitenflächen bestehen. Die Elemente sind durch abgefederte Verbindungsstifte, die
durch die sich berührenden Flächen der Elemente hindurchgeführt sind zu einem untrennbaren
Körper verbunden. Dabei sind die Elemente an den sich berührenden ebenen Flächen
radial um die Verbindungsstifte drehbar, wodurch aus den Elementen verschiedene
dreidimensionale Figuren gebildet werden können. Diese bekannte technische Lösung
stellt aber kein logisches Spielzeug dar.
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Ein logisches Spielzeug in Würfelform ist in der HU-PS 170 062 beschrieben.
Der eine geschlossene Einheit bildende Gesamtwürfel ist aus 27 von außen würfelförmigen
Teilstücken derart zusammengesetzt, daß jede Würfelfläche von 9 Seitenflächen der
Mittel-, Kanten- und Eckstücke gebildet wird.
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Die 6 Seitenflächen des Gesamtwürfels sind hierbei in Ausgangszustand
unterschiedlich gefärbt oder mit verschiedenen Symbolen versehen. Jeweils 9 eine
Seitenfläche bildende würfelförmige Teilstücke sind gemeinsam und gleichzeitig um
den Mittelpunkt des Mittelstückes und den räumlichen Koordinatenachsen in Winkeln
von 90 Os 1800, 2700 und 3600 drehbar, wodurch die Kanten- und Eckstücke eine veränderte
Position einnehmen und die ur-
sprünglich einfarbigen Seiten des
Gesantwürfels farbenmßig zerlegt werden. Der Spielreiz besteht darin, durch entsprechende
Drehung der Seiten flächen des Gesamtwürfels diese entsprechend des Ausgangszustandes
wieder farblich zu ordnet. Der Zusammenhalt der Teilstücke und die Drehbarkeit wird
durch einen sechsarmigen Drehstern erzielt, der im Körpermittelpunkt des Gesamtwürfels
angeordnet ist. Der Drehstern besteht aus einem Würfel, dessen 6 Seiten je eine
Hohlachse aufweisen, auf die je ein mit einem quadratischen Zapfen versehenes Mittelstück
aufgesteckt ist. Die übrigen würfelförmigen Kanten-und Eckstücke verfügen über radiale
Aussparungen und Vorsprünge, die so ineinander und in die radialen Aussparungen
der Mittelstückegreifen, daß die Teilstücke formschlüssig gegeneinander gehalten
werden. In den Hohlachsen sind zusätzlich Druckfedern angeordnet, die es ermöglichen,
daß sich die Seitenflächen nicht selbsttätig, sondern nur unter Einwirkung einer
Handkraft leicht verdrehen lassen. Diese Lösung hat den Vorteil, daß die würfelförmigen
Teilstücke nach dem Zusammenbau zu einem Gesamtwürfel während des bestimmungsgemäßen
Gebrauchs nicht zerlegbar sind, so daß die Teilstücke nicht verlorengehen können.
Wie von Mathematikern errechnet wurde, soll es bei diesem würfelförmigen Logikspielzeug
über 43 Trilliarden verschiedener möglicher Farbkombinationen geben, so daß die
Wiederherstellung der ursprünglichen Farbordnung ohne Anwendung der inzwischen veröffentlichten
Lösungsregeln sehr schwierig und für viele Spieler zu schwierig ist. Ein Nachteil
besteht weiterhin darin, daß sich die äußere Körperform des Würfels während des
Spielablaufe bzw nach beendeter Drehung der Seitenflächen dem Wesen nach nicht ändert
und damit kein konstruk-
tives Spielerlebnis ermöglicht.
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Dieses Spielzeug ist also ein rein logisches Spielzeug Darüber hinaus
sind die äußeren Abmessungen des Würfels insgesamt relativ groß, so daß dieses Spiel
nicht besonders handlich ist.
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In dem DE-GM 8 104 382 ist ein Geduldspiel in Form eines zusammengesetzten
regelmäßigen Körpers mit nicht rechtwinklig aufeinanderstehenden, drehbaren Seitenflfichen
vorzugsweise ein reguläres Tetraeder oder ein reguläres Dodekaeder offenbart. Bei
dieser Lösung umfaßt jede Seitenfläche ein drehbares Mittelstück und dieses umgebende
Kanten- und Eckstücke, die durch formschlüssigen Hintergriff miteinander und dem
Mittelstück derart beweglich geführt sind, daß alle eine beliebige Seitenfläche
bildenden Teilkörper gemeinsam um den Mittelpunkt der Seitenfläche drehbar sind.
Bei dem Dodekaeder dessen zwölf Flächen von jeweils regulären Fünf ecken gebildet
werden1 hat das Mittelstück die Form eines regelmäßigen Fünfecks, das von 5 Kantenstücken
und 5 Eckstükken umgeben ist. Das Dodekeeder hat insgesamt 12 Mittelstücke, 20 Eckstücke
und 30 Kantenstücke. Im Raummittelpunkt des Körpers ist ein zwölfarmiger Drehstern
Qelagert, an dessen Armen die 12 Mittelstücke mittels Schrauben befestigt und drehbar
gelagert sind Der Schraubenkopf wird durch ein außen auf dem Mittelstück befestigtes
Abdeckplättchen verdeckt, Die Seitenflächen können ebenfalls unterschiedlich eingefärbt
sein Durch die große Anzahl von Seitenflächen und Teilkörpern ist die Zahl der möglichen
Kombinationen noch größer und der Spielablauf noch schwieriger als bei der Lösung
ge-
mäß der HU-PS 170 062. Auch dieser Dodekasder ist ein rein
logisches Spielzeug1 dessen äußere Körperform sich nach erfolgter Drehung der Seitenflächen
nicht ändert.
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Das Tetraeder ist aus vier drehbaren Mittelstücken, 4 Eckstücken und
6 Kantenstücken aufgebaut, wobei im Körpermittelpunkt ein vierarmiger Drehstern
angeordnet ist.
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Jede der vier dreieckigen Seitenflächen des Tetraeders ist ebenfalls
um den Mittelpunkt des dreieckigen Mittelstückes drehbar. Die übrigen Ausführungen
sind analog der des Dodekaeders. Durch die geringe Anzahl von Seitenflächen und
Teilkörpern ist die Zahl der möglichen Kombinationen geringer, so daß eine Lösung
auch ohne Anwendung mathematischer Lösungeregeln gefunden werden kann. Das Tetraeder
ist ebenfalls ein rein logisches Spielzeug, das kein konstruktives Spielerlebnis
bietet.
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Ein gemeinsamer Nachteil dieser beiden Variationen ist, daß für jede
äußere Körperform ein spezieller Drehstern (hier zwölf- und vierarmig) ausgebildet
werden muß.
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Ziel der Erfindung Das Ziel der Erfindung besteht darin, mit dem dreidimensionalen
Spielzeug ein konstruktives und/oder logisches Spielerlebnis zu ermöglichen, wobei
die Zahl möglicher Kombinationen geringer sein können und die Lösung auch ohne komplizierte
mathematische Regeln gefunden werden kann. Gleichzeitig soll das Anwendungsgebiet
der Erfinder erweitert und die Herstellungskosten reduziert werden.
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Darlegung des Wesens der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe
zugrunde, ein gattungsgemäßes dreidimensionales Spielzeug zu schaffen, dessen äußere
Körperform aus gruppenweise gegeneinander drehbeweglichen Teilkörpern zusammengesetzt
ist.1 die nach dem Zusammenbau während des bestimmungsgemäßen Gebrauchs nicht zerlegbar
ist1 wobei eine im Inneren des Körpers angeordnete Dreh- und Führungseinrichtung
so ausgebildet werden soll, daß sie als eine in sich geschlossene Einheit ohne konstruktive
Anpassung für die Realisierung einer Vielzahl von äußeren Körperformen verwendbar
ist und sie es ermöglicht, auch relativ kleine handliche Körperformen zu schaffen.
Weiterhin soll das Spielzeug durchgängig aus Plastmaterial herstellbar sein und
es sollen insgesamt keine Normteile, wie Schrauben, Kugellager, Federn usw. verwendet
werden.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß alle sechs Arme
eines im Körpermittelpunkt angeordneten Zentralkörpers den gleichen quadratischen
Querschnitt und die gleiche Länge aufweisen. Dabei sind drei dieser Arme starr und
senkrecht zueinander stehend als eine geschlossene Einheit ausgeführt. An der Stirnseite
dieser starren Arme sind je ein großer quadratischer Vorsprung sowie diesem diagonal
gegenüber ein kleiner quadratischer Vorsprung ausgebildet. Zweckmäßigerweise ist
die Kantenlänge des quadratischen Vorsprungs gleich oder etwas kleiner als die halbe
Kantenlänge des quadratischen Querschnitte der Arme. In weiterer Ausbildung der
Erfindung sind die drei anderen Arme des Zentralkörpers drehbar ausgeführt und bestehen
aus je einer Zentralkörperbuchse,
die auf einem Drehzapfen gelagert
ist. Die Zentralkörperbuchsen sind durch eine nichtlösbare Verbindung, z0 8. durch
Anstauchen gegen axiale Bewegung auf dem Drehzapfen gesichert. Die drei Drehzapfen
sind ebenfalls rechtwinklig zueinander angeordnet und mit den starren Armen des
Zentralkörpers fest verbunden.
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Ferner sind an den Eckpunkten der Stirnseite der Zentralkörperbuchsen
ebenfalls 4 kleine quadratische Vorsprünge vorhanden. In den freien Räumen zwischen
den rechteckigen Mantelflächen der starren Arme des Zentralkörpers und/oder der
Zentralkörperbuchsen sind 12 kreissegmentartige Gleitsegmente angeordnet. Dabei
ist zur Gewährleistung der Montage der gesamten Gleit- und Führungseinrichtung vorteilhafterweise
eines der Gleitsegmente parallel zur Kreissegmentfläche in zwei identische Teile
getrennt, die nach erfolgter Montage wieder an der Trennungsstelle nicht lösbar.
z. 8. durch Kleben, zu einem Gleitsegment verbunden werden. In der kreisförmigen
Außenfläche der Gleitsegmente ist eine kreisförmige profilierte Führungsbahn eingearbeitet,
die zusammen mit den Stirnflächen der starren Arme und der Zentralkörperbuchsen
sowie der großen und kleinen Vorsprünge 3 kreisförmige, identische, profilierte
Gleit- und Führungsbahnen bilden. Diese 3 Bahnen schneiden sich einander im Achsenmittelpunkt
der Arme des Zentralkörpers und stehen senkrecht zueinander. Die Erfindung zeichnet
sich weiter dadurch aus, daß in den Gleit- und Führungsbahnen entsprechend profilierte
Innenstege je zweier nebeneinander bzw. übereinander liegenden Gleitkörper angeordnet
sind.
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Dadurch. daß die Länge der kreisförmigen Innenstege vorteilhafterweise
größer als die Kantenlänge der quadratischen Arme und der Zentralkörperbuchsen ist,
greift
beim Verdrehen des Körpers immer ein Innensteg in die kreisförmige
profilierte Führungsbahn des gegenüberliegenden Gleitsegmentes ein, bevor er aus
der Führungsbahn des anderen Gleitsegmentes heraustritt. Die Gleitkörper selber
haben in etwa die Form einer dreiseitigen hohlen Pyramide, Dabei ist in der zum
Mittelpunkt des Zentralkörpers gerichteten Pyramidenspitze zur Aufnahme jeweils
dreier Gleitsegmente eine halbkreisförmige Uffnung vorgesehen. Am Auslauf und in
der senkrechten Symmetrieachse der halbkreisförmigen Uffnung sind 3 rechteckige
Aussparungen ausgebildet. Diese Aussparungen sind zweckmäßigerweise so bemessen,
daß sie gleich der Länge der großen quadratischen Vorsprünge und der halben Kantenlänge
der quadratischen Arme bzw der Zentralkörperbuchsen sind. In den 3 Gleit- und Führungsbahnen
sind insgesamt 8 Gleitkörper geführt. Nach dem Zusammenbau von Zentralkörper, Zentralkörperbuchsen,
Gleitsegmenten und Gleitkörpern erhält man eine Dreht und Führungseinrichtung, die
eine selbsthaltende in sich geschlossene Einheit oder einen Grundkörper darstellt
und die Form eines regulären Oktaeders besitzt. Dabei sind die Außenseiten dieses
Grundkörpers noch offen. Mit diesem Grundkörper kann eine Vielzahl von äußeren Körperformen
ohne konstruktive Anpassung dieses Grundkörpers realisiert werden. Werden die noch
offenen Außenseiten mit 8 dreieckigen ebenen Abdeckelementen verschlossen so erhält
man ein relativ kleines, handliches Spielzeug in Form eines Oktaeders, das beispielsweise
als Anhänger bzw. als Schlüsselanhänger verwendet werden kann. Werden 8 Tetraederspitzen
aufgesetzt, so entsteht ein sternförmiger Körper, Werden Teilkörper mit einer sphärischen
Außenoberfläche aufgesetzt, so erhält man einen sphärischen
Körper
Es können nicht nur regelmäßige, sondern auch unregelmäßige Spielzeugkörper oder
amorphe äußere Körperformen (z. B Tierkörper) mit dem gleichen Grundkörper realisiert
werden. Vorzugsweise werden die offenen Außenseiten des oktaederförmigen Grundkörpers
mit 4 dreieckförmigen ebenen Abdeckelementen und 4 Tetraeder spitzen verschlossen,
wodurch bei zweckmäßiger Plazierung dieser Teile ein Tetraeder mit 16 dreieckigen
Einzelflächen entsteht. Je 8 Einzelflächen sind dabei gemeinsam um drei senkrecht
zueinander stehende Raumachsen in Winkeln von 900 1800, 2700 und 360° drehbar. Dabei
ist bei der örperform Tetraeder der oktaederföniiige Grundkörper im Inneren des
Tetraeders so angeordnet, daß die Drehachsen durch die Kantenmittelpunkte des Tetraeders
verlaufen. Dadurch bilden sich 3 Drehebenen heraus, die nicht mit den Koordinatenachsen
des Tetraeders übereinstimmen, was für das normale räumliche Vorstellungsvermögen
ungewöhnlich ist, so daß die Lösung eines verdrehten Tetraeders erschwert und der
Spiel reiz erhöht wird. Bei der Drehung des Tetraeders geht die ursprüngliche Körperform
Tetraeder verloren und es bilden sich bei jeder weiteren Drehung neue dreidimensionale
Körperformen, so daß nicht nur logische, sondern auch zugleich konstruktive Spielmöglichkeiten
gegeben sind Ausführunqsbeispiel Die Erfindung soll nachstehend an mehreren Ausführungsbeispielen
näher erläutert werden, wobei als vorzugsweise äußere Körperform ein Tetraeder gewählt
wurde. In der dazugehörigen Zeichnung zeigen:
Fig. 1: das Tetraeder
in dreidimensionaler Darstellung; Fig. 2: den inneren Aufbau des Tetraeders in Einzelteile
zerlegt; Fig. 3: den inneren Aufbau des Tetraeders in zusammengesetzter Form; Fig.
4: das Tetraeder in dreidimensionaler Darstellung mit entferntem Abdeckelement und
Gleitkörper; Fig. 5: das Tetraeder in dreidimensionaler Darstellung und in solcher
Lage, daß die Drehachsen X, Y, Z mit den Raumkoordinaten übereinstimmen; Fig. 6:
das Tetraeder in dreidimensionaler Darstellung um die Y-Achse gedreht; Fig. 7: das
Tetraeder in dreidimensionaler Darstellung um die Z-Achse gedreht; Fig. 8: das Tetraeder
in dreidimensionaler Darstellung um die X-Achse gedreht; Fig. 9: das Tetraeder in
dreidimensionaler Darstellung und in Ausgangslage für die Verdrehung; Fig. 10: eine
Körperform des verdrehten Tetraeders, die Ausgangslage gemäß Fig. 9 um 900 gedreht;
Fig. 11: eine Körperform des verdrehten Tetraeders, die
Körperform
gemäß Fig. 10 um weitere 900 gedreht; Fig. 12: eine Körperform des verdrehten Tetraeders,.
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die Körperform gemäß Fig. 10 um 1800 oder 0 gemäß Fig. 11 um 90 gedreht;
Fig 13S Fig. 14: weitere durch Verdrehungen erzielbare Körperformen.
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Zunächst soll der Aufbau des Tetraeders beschrieben werden1 der im
wesentlichen in den Fig. 2. 3 und 4 dargestellt ist. Im räumlichen Körpermittelpunkt
des Tetraeders befindet sich ein sechsarmiger Zentralkörper 1 mit rechtwinklig zueinander
stehenden Armen, die den gleichen quadratischen Querschnitt und die gleiche Länge
aufweisen (Fig. 2). Drei dieser Arme sind starr, stehen senkrecht zueinander und
sind als eine geschlossene Einheit ausgeführt. An ihrer Stirnseite sind diese drei
Arme mit einem großen quadratischen Vorsprung 9 sowie diesem diagonal gegenüber
mit einem kleinen quadratischen Vorsprung 11 versehen. Dabei ist die antenlänge
des großen quadratischen Vorsprungs 9 gleich oder etwas kleiner als die halbe Kantenlänge
des quadratischen Querschnitts der Arme des Zentralkörpers 1.
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Die drei weiteren Arme des Zentralkörpers 1 sind drehbar ausgebildet
und bestehen je aus einer Zentralkörperbuchse , die auf einem Drehzapfen 7 gelagert
ist.
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Die Zentralkörperbuchsen 2 sind gegen axiale Bewegung auf dem Drehzapfen
7 durch eine nichtlösbare Verbindung, z. B; durch Anstauchen des Drehzapfens 7,
gesichert.
Die drei Drehzapfen sind ebenfalls rechtwinklig zueinanderstehend
angeordnet und mit den starren Armen des Zentralkörpers 1 fest verbunden. In den
Eckpunkten der quadratischen Stirnseite der Zentralkörperbuchsen 2 sind ebenfalls
vier kleine quadratische Vorsprünge 11 ausgebildet In den freien Räumen zwischen
den rechteckigen Mantelflächen der starren Arme des Zentralkörpers 1 und/oder der
Zentralkörperbuchsen sind zwölf kreissegmentartige Gleitsegmente angeordnet (Fig.
3 und 4), um die Montage der gesamten Gleit- und Führungseinrichtung zu ermöglichen,
kann eines der Gleitsegmente 3 parallel zur Kreissegmentfläche als zwei identische
getrennte Teile eusgeführt werden. Diese zwei Teile werden nach erfolgter Montage
an der Trennstelle wieder nicht lösbar miteinander verbunden z. B. durch kleben.
Wenn der verwendete Plaetwerkstoff eine entsprechende Elastizität aufweist, kann
die gesamte Gleit- und Führungseinrichtung auch ohne Trennen und anschließendes
Verbinden eines der Gleitsegmente 3 montiert werden. In der kreisförmigen Außenfläche
der Gleitsegmente 3 ist eine kreisförmige profilierte Führungsbahn eingearbeitet,
die zusammen mit den Stirnflächen der starren Arme und der Zentralkörperbuchsen
2 sowie den großen und kleinen quadratischen Vorsprüngen 9 und 11 drei kreisförmige;1
identische, profilierte Gleit- und Führungsbahnen bilden.
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Diese drei Bahnen schneiden sich einander im Achsenmittelpunkt der
Arme des Zentralkörpers 1 und stehen zueinander senkrecht. In den Gleit- und Führungsbahnen
sind entsprechend profilierte Innenstege 8 je zweier nebeneinander bzw. übereinander
angeordneter Gleitkörper 4 geführte Dadurch, daß die Länge der kreisförmigen Innenstege
8 größer als die Kantenlänge des quadratischen
Querschnittes der
starren Arme bzw, der Zentralkörperbuchsen 2 ausgeführt ist, greift beim Verdrehen
des Körpers immer ein. Innensteg 8 in die kreisförmige profilierte Führungsbahn
des gegenüberliegenden Gleitsegmentes 3 ein bevor er aus der Führungsbahn des anderen
Gleitsegmentes 3 heraustritt. Die Gleitkörper 4 weisen die Form einer dreiseitigen
hohlen Pyramide auf-, wobei in der zum Mittelpunkt des Zentralkörpers 1 gerichteten
Pyramidenspitze eine halbkreisförmige Uffnung zur Aufnahme jeweils dreier Gleitsegmente
vorgesehen ist. Am Auslauf und in der senkrechten Symmetrieachse dieser halbkreisförmigen
Uffnung sind drei rechteckige Aussparungen 10 ausgebildet. Diese Aussparungen sind
so bemessen, daß sie gleich der Länge des großen quadrats schen Vorsprungs 9 und
der halben Kantenlänge des quadratischen Querschnittes der starren Arme bzw. der
Zentralkörperbuchsen 2 sind. In den drei Gleit- und Führungsbahnen sind insgesamt
acht Gleitkörper 4 geführt.
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Nach dem Zusammenbau des Zentralkörpers mit den starren Armen und
den drehbeweglichen Zentralkörperbuchsen mit den Gleitsegmenten 3 und den Gleitkörpern
4 erhält man einen Grundkörper in Form eines regulären Oktaeders, der in drei Drehebenen
und in Winkeln von 90°J 1800, 2700 und 3600 verdreht werden kann. Die noch offenen
Außenseiten eines jeden Gleitkörpers werden bei der Ausführungsvariante Tetraeder
mit insgesamt vier dreieckigen ebenen Abdeckelementen 5 und vier Tetraeder spitzen
6 verschlossen; wodurch bei formgerechter Plazierung dieser Teile das in Fig. 1
und 9 dargestellte Tetraeder mit insgesamt 16 dreieckigen Einzelflächen entsteht
Jede der vier Tetraederflächen besteht dabei aus vier identischen dreieckigen Teilflächen,
die je
Tetreederfläche einheitlich und zu den übrigen Tetraeder
flächen unterschiedlich mit Symbolzeichen versehen sind z. 8. mit unterschiedlichen
Farbe, farblichen Punkten, Zahlen oder Illustrationen. In Fig. 5 ist die Anordnung
des okteederförmigen Grundkörpers im Innern des Tetraeders sowie die Drehachsen
X, Y, Z dargestellt. Der Grundkörper befindet sich dabei in einer solchen Lage,
daß die Drehachsen X, Y, Z durch die Kantenmittelpunkte des Tetraeders verlaufen.
Die Drehebene der X-Achse wird durch die Punkte A, E, C, F dabei begrenzt, Die Drehebene
der Y-Achse wird durch die Punkte A, B, D, C gebildet und die Drehebene der Z-Achse
wird durch die Punkte E, B, F, D dargestellt. Fig. 6 zeigt eine ausgeführte Drehung
von 4 Teilkörpern und 8 dreieckigen Einzelflächen um die Y-Achso. Fig. 7 und 8 zeigen
die Drehung um die Z-Achse bzw X-Achse1 Fig. 9 zeigt das Tetraeder in dreidimensionaler
Darstellung und in Ausgangslage für die Verdrehung. In Fig, 10 ist die entstandene
neue äußere Körperform dargestellt1 die durch 0 Verdrehung der Ausgangslage gemäß
Fig. 9 um 90 gebildet wird, Verdreht man die Körperform gemäß Fig 10 um weitere
900,so erhält man eine neue Körperformj die in Fig, 11 gezeigt ist. Die Körperform
gemäß Fig. 12 ent-0 steht, wenn die Körperform gemäß Fig. 10 um 180 oder gemäß Fig.
11 um weitere 900 gedreht wird. Fig. 13 und 14 zeigen weitere durch Verdrehung erzielbare
neue Körverformen Für das Tetraeder gibt es folgende Spielmöglichkeiten: 1. Bildung
der Grundform Tetraeder oder anderer symmetrischer Körper ohne Beachtung der Farben
oder Symbole. Diese Spielmöglichkeit ist schon für Kinder im
Vorschulalter
geeignet.
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2. Bildung der Grundform Tetraeder mit vier dreieckigen Flächen mit
jeweils gleicher Farbe oder Symbolen aus einer beliebig verdrehten Körperform 3.
Bildung von verschiedenen Körperformen mit symmetrischer Farbanordnung, Für die
Gewährleistung der angestrebten Drehung, in den drei Ebenen ist es wesentlich, daß
der Zentralkörper 1 mit seinen drei starren Armen zusammen mit den drehbaren Zentralkörperbuchsen
2 durch seine Form die räumliche Anordnung der Gleitsegmente 3 zueinander bestimmt.
D.abei greift ein Gleitsegment mit seinem erhöhten Rand, der durch die ausgebildete
kreisförmige Führungsbahn gebildet wird, über die Innenstege 8 zweier benachbarter
Gleitkörper 4 und hält sie in einer Richtung zusammen.
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Da jedoch in jeden Gleitkörper 4 drei Gleitsegmente 3 eingreifen,
ist ein Zusammenhalt des gesamten oktaederförmigen Grundkörpers in allen drei Koordinatenachsen
gewährleistet. Um beim Verdrehen des Grundkörpers eine Veränderung der Obereinstimmung
der Lage der Achsen des Zentrelkörpers 1 mit den Achsen der Drehebenen (X, Y, Z)
zu verhindern, sind an den drei starren Armen des Zentralkörpere 1 die erwähnten
großen quadratischen Vorsprünge 9 ausgebildet, die in die Aussparungen 10 eines
Gleitkörpers 4 eingreifen. Der Zentralkörper 1 besitzt dadurch die gleiche Lage
zu diesem Gleitkörper 4. Die kleinen quadratischen Vorsprünge 11 an den Stirnflächen
der starren Arme und der Zentralkörperbuchsen 2 verhindern bei einer Drehung des
Grundkörpers in einer Ebene
ein gleichzeitiges Verdrehen des Grundkörpers
in den zwei anderen Ebenen. Anderenfalls würden die Innenstege 8 der Gleitkörper
4 beim Verdrehen der zweiten Ebene nicht wieder in die Gleit- und Führungsbahnen
des Gleitsegmentes 3 eingreifen und der Zusammenhalt der Gleitkörper 4 ginge verloren,
Wird der in Fig, 3 dargestellte linke Teil des Grundkörpers Oktaeder, der vier Gleitkörper
4 aufweist, beispielsweise um die horizontale X-Achse (Fig. 2 und 5) verdreht, so
verändert der Zentralkörper 1 mit seinen drei starren Armen seine Lage nicht und
auch zwei der drehbaren Zentralkörperbuchsen 2 bleiben bei dieser Drehung starr.
Lediglich die linke, um die X-Achse drehbare Zentralkörperbuchse 2 dreht sich auf
den linken horizontalen Drehzapfen 7 des Zentralkörpers 1 zusammen mit den auf ihren
vier Mantelflächen angeordneten vier Gleitsegmenten 3 und den dazugehörigen vier
Gleitkörpern. Dabei bilden die senkrecht zur X-Achse angeordneten vier Gleitsegmente
3 mit den Stirnflächen zweier starrer Arme sowie zweier Zentralkörperbuchsen 2 eine
Gleit- und Führungsbahn in der die Innenstege 8 der linken vier Gleitkörper 4 in
Winkeln von 0° bis 3600 verdreht werden können, Die ebenfalls in der Gleit- und
Führungsbahn eingreifenden Innenstege 8 des rechten Grundkörperteiles bleiben dagegen
starr und bewegen sich bei dieser Drehung nicht. Soll nunmehr der rechte Teil des
Grundkörpers gedreht werden so bleibt die linke, um die X-Achse drehbare Zentralkörper
buchse 2 starr und der rechte Teil dreht sich mit seinem linken Drehzapfen in der
linken Zentralkörperbuchse 2. Dabei werden nicht nur die drei starren Arme und zwei
Zentralkörper 4, sondern auch die vier Gleitsegmente 3, die zusammen die entsprechende
Gleit- und Führungsbahn
bilden1 um die X-Achse gedreht.
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Analog ist die Funktionsweise, wenn der obere oder untere Teil des
oktaederförmigen Grundkörpers verdreht werden soll. Nach einer anderen Ausführungsvariante
werden bei dem Grundkörper sämtliche noch offenen Außenseiten der acht Gleitkörper
mit dreieckigen ebenen Abdeckeleernten 5 unlösbar verschlossen, so daß ein relativ
kleines, handliches Oktaeder entsteht, dessen Außenmaße ca.
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4 cm betragen können. In dieser Ausführungsvariante ist das erfindungsgemäße
Spielzeug als Anhänger, z 8, Schlüsselanhänger, verwendbar. Die dreieckigen Einzelflächen
können z. 5. in jeder Ecke mit unterschiedlichen farbigen Punkten versehen werden
wobei der Spielreiz darin besteht, die Punkte durch entsprechende Drehung so zu
ordnet1 daß an jeder Spitze des Oktaeders die Punkte die gleiche Farbe einnehmen.
Dieses mit-ebenen Abdeckelementen 5 unlösbar verschlossene Oktaeder kann nach einem
weiteren Ausführungsbeispiel als Grundkörper verwendet werden, auf dessen dreieckige
Außenfläche lösbar ze B. durch eine Stiftverbindung und damit auswechselbar andere
Teilkörper beliebiger Außenoberfläche aber mit entsprechender dreieckiger Grundfläche
aufgesetzt werden können. Bei Verwendung desselben oktaederförmigen Grundkörpers
können eine Anzahl verschiedenartiger äußerer Körperformen entstehen. Werden beispielsweise
auf die acht Außenflächen des Oktaeders Tetraederspitzen aufgesetzt, so entsteht
eine sternförmige äußere Körperform.
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Setzt man auf die acht Oktaederfläcen Teilkörper mit sphärischer Außenoberfläche
auf, so entsteht eine Kugel oder ein anderer sphärischer Körper, der in drei Drehebenen
verdrehbar ist. An die Außenoberfläche der auf-
setzbaren Teilkörper
können sich auch dreiseitige Mantelflächen anschließen, wodurch die Größe des Gesamtkörpers
entsprechend ausgebildet werden kann. Werden beispielsweise zur Ausbildung einer
Kugel acht Teilkörper in Form Kugelkalotten aufgesetzt, so entspricht der Kugeldurchmesser
lediglich der räumlichen Diagonalen des Grundkörpers Oktaeder. Der Kugeldurchmesser
wird entsprechend größer, wenn die Teilkörper aus Kugelkalotten und daran anschließenden
Mantelflächen bestehen. Die Außenoberfläche der Teilkörper kann auch unregelmäßig
oder amorph ausgebildet sein, z. B. wenn der Gesamtkörper des Spielzeuges eine verkleinerte
Nachbildung eines Haustieres ist, die aus acht unterschiedlichen Teilkörpern besteht.
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Letztlich können eine Anzahl verschiedener Teilkörper zusammen mit
dem oktaederförmigen Grundkörper zu einem Baukasten zusammengefaßt werden, so daß
sich der Spieler die verschiedenen äußeren Körperformen selbst zusammen stellen
kann. Selbstverständlich können die Teilkörper auch ohne Zwischenschaltung von ebenen
Abdeckelementen 5 unlösbar auf die offenen Oktaederflächen aufgesetzt werden. In
diesem Falle entsteht aber jeweils eine in sich geschlossene Körperform, dessen
Teilkörper nicht ausgetauscht werden können.