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    公开号:WO1989007968A1
    申请号:PCT/DE1989/000068
    申请日:1989-02-03
    公开日:1989-09-08
    发明作者:Istvan Peter Gemes
    申请人:Istvan Peter Gemes；
    IPC主号:A63F9-00
    专利说明:
    BeschreibunzDreidimensionales TranslationssnielzeugGegenstand der Erfindung ist ein dreidimensionales Translationsspielzeug, bei dem ein Rahmen die in drei Dimensionen verschiebbaren Würfel zusammenhält. Durch Verschiebungen können die Würfel in zueinander unterschiedliche räumliche Positionen gebracht werden entsprechend der Vertauschmöglichkeiten der für das Spielzeug typischen Würfel. Die Spielaufgabe besteht in der Herstellung einer bestimmten Anordnung der Würfel aus einer beliebigen Anordnung der Würfel. Das Verschieben der Würfel wird durch einen innerhalb des Rahmens sichtbaren sogenannten Leerplatz ermöglicht. Die Markierung der Würfel kann in verschiedener Weise geschehen. Eine Weise ist z.B. die Bemalung der Würfelseiten mit unterschiedlichen Farben. Das Spielzeug ist ein Geduldspiel, das in unterhaltsamer Weise das logische Denken und die Fähigkeit des Spielers zur Aufgabenlösung schult. Ein ähnliches Spielzeug ist in der amerikanischen Patentschrift Nr. 3.845.959 beschrieben. Bei diesem Spielzeug bleibt der Leerplatz immer sichtbar. Spätere Patente zu diesem Spielzeug lassen diese Gestaltung des Spielzeugs im wesentlichen unverändert, sie betreffen lediglich eine Ver änderung der Anzahl der bewegbaren Würfel (z.B. Patentschrift Nr. 5.027.556Bundesrepublik Deutschland) oder verschiedene Gestaltungsmöglichkeiten des Rahmens (z.B. Patentschrift Nr. 4.511.144 USA). Der ständig vorhandene, sichtbare Leerplatz hat bei den bisher patentierten Spielzeugen die Schaffung eines symmetrischen geschlossenen Körpers verhindert. Dieser ständige Zustand mit einer Lücke verursachte bei dem Spieler ein Gefühl des ästhetischen Mangels, der im erheblichen Masse den Spielwertverminderte.Ziel dieser Erfindung ist die Schaffung eines Spielzeugs, das zu einen symmetrischen regelmässigen Körper (z.B. zu einen vollständigen Würfel)umgestaltet werden kann. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass entgegen den einschränkenden geometrischen Verhältnissen bei dem Spielzeug solche Mechanismen geschaffen werden können, die die Verschiebung des sichtbaren Leerplatzes an einen unsichtbaren inneren Leerplatz ermöglichen. Damit nimmt die das Spielzeug umhüllende Aussenfläche in seinem Kern die Gestalt eines symmetrischen Körpers ein. Auf diese Weise wird bei Spielbeendigung in dem Spieler neben dem Erfolgsgefühl über die Lösung der logischen Aufgabe auch das Erlebnis der ästhetischen Schönheit und Vollkommenheit hervorgerufen. im folgenden werden Beispiele für die bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen dreidimensionalen Translationsspielzeugs mit Hilfe der Zeichnungen näher erläutert. Fig. 1 zeigt die charakteristische Grundform des Spiel zeugs, in der der Leerplatz an einen innerenLeerplatz verlagert ist. Fig. 2 zeigt eine Variante des Spielzeugs dergestalt, dass die acht Eckvürfelfehlen. Diese erfordert eine etwas kompliziertere Lösung für den Rahmen. Fig. 3a stellt den über einen sogenannten Platzhalter verfügenden Mechanismus dar. Der innere Leerplatz befindet sich in der Iíittedes Platzhalters. Fig. 3bzeigt das Spielzeug in dem Zustand, in dem sich der Leerplatz oben befindet. Fig. 3czeigt das Spielzeug in dem Zustand, in dem sich der Leerplatz unten befindet. Fig. 4a stellt dar, dass der Leerplatz an einen innerenLeerplatz und umgekehrt in der gleichen Weise verschoben werden kann. Fig. 4b veranschaulicht detailliert den Platzhalter mit einer Silagnetkonstruktion. Fig. 4c zeigt den Platzhalterteil, der zu dem in Fig. 4b veranschaulichten Platzhalter gehört. Fig. 5 stellt eine kompliziertere magnetisch-mechanischeVariante des in Fig. 4b veranschaulichten Platz halters dar. Fig. 6a zeigt einen rein mechanisch funktionierendenPlatzhalter im Zustand A. Fig. 6b stellt den in Fig. 6a vorgestellten Platzhalter im Zustand bdar. Fig. 7 bildet einen aus insgesamt zwei Platzhalterwür-feln und einer Druckfeder bestehenden Platzhal-ter ab. Fig. 8 zeigt eine Variante des in Fig. 7 abgebildetenPlatzhalters. Fig. 9 stellt die einfachste Variante der möglichenPlatzhalter dar. Fig. 10 zeigt die für die bisher dargestellten Platzhal ter charakteristischen Druckkraft egFunktion. Fig 11averanschaulicht einen aus sogenannten Magnetluür-feln konstruierten Mechanismus. Fig. llbstellt den Aufbau des Magnetwürfelsdar. In Fio.1 hält der Rahmen 4 die Würfel 5 und den Mechanismus 1 zusammen, der das Zustandekommen bzw. Aufhören des Leerplatzes 2 ermöglicht. Der Rahmen 4 und die Würfel 5 können z.B. auch aus Kunststoff hergestellt werden. Bei dem in Fig. 2 gezeigten Spielzeug entstehen infolge der fehlenden Eckwürfel5 schwerere Anordnungsaufgaben für den Würfel 5. Fig. 3a, 5bund 3cveranschaulichen die verschiedenen Zustandsmöglichkeiten des den Mechanismus 1 bildenden Platzhalters 6 innerhalb des Spielzeugs (Anm.: YiitAusnahme von Fig. 1 und 2 wird der Rahmen 4 aus Vereinfachungsgründen auf den Fig. nicht dargestellt). Aus Fig. 3a wird ersichtlich, dass in Abhängigkeit von der Richtung der durch Pfeile dargestellten Druckkraft ein Leerplatz 2 oben bzw. unten entstehen kann (s. Fig. 3b bzw. Fig. 3c), zugleich erlischt der in der ±kittedes Spielzeugs befindliche innere beer-platz 3.Der in Fig. 3a dargestellte Grund- oder symmetrische Zustand des Spielzeugs wird Zustand A genannt. Der in Fig. gbund 3c gezeigte, zum Spielen geeignete Zustand des Spielzeugs heisst Zustand B. Die Uberführungdes Spielzeugs vom Zustand A in den Zustand B bereitet keine besonderen Probleme. Diese Zustandsänderung wird durch einfaches Zusammendrücken des Platzhalters 6 realisiert. Für die Überführungdes Zustands B in den Zustand Awäre ein Auseinanderziehen des Platzhalters 6 erforderlich, hierzu gibt es aber wegen der einschränkenden geometrischen Verhältnisse keine Möglichkeit. Anstatt des Auseinanderziehens des Platzhalters 6 werden deshalb andere Lösungen zur Beseitigung des Leerplatzes 2 angewandt. Der in Fig. 4a sichtbare Platzhalter 6 wird mit zwei Fingern durch die beiden gegenüberliegenden oberen Würfel5 in Pfeilrichtung zusammengedrückt. Danach lässt man den unten befindlichen Platzhalterteil 7 auf den Rahmen 4 runterfallen. Nun irdmit dem Zusammendrücken aufgehört, worauf der obere Platzhalterteil 7 automatisch bis an den Rahmen 4 hochspringt. Dies bedeutet, dass das Spielzeug den Zustand A erreicht hat. Hier sind die beiden den Platzhalter 6 bildenden Platzhalterteile 7 völlig identisch. In einem solchen Fall kann man von einem symmetrischen Platzhalter 6 sprechen. Später werden auch zwei asymmetrische Platzhalter 6 beschrieben. Die Uberfhrungsmöglichkeitvom vorherigen Zustand B in den Zustand A wird folgendermassen erklärt. Aus Fig. 4b ist ersichtlich, dassdie beiden Platzhalterteile 7 wie zwei Kettenglieder miteinander verbunden sind. Der eine Platzhalterteil 7 wird in Fig. 4c detailliert dargestellt. Der Platzhalterteil 7 besteht aus folgenden Elementen: Platzhaltervmrfel8, Halterung 9, Weicheisen 10 und Dauermagnet 11.Die einzelnen Elemente können durch Verklebung oder in anderer Weise miteinander verbunden werden. Zu vermeiden ist die Herstellung des Platzhalterwürfels 8und der Halterung 9 aus magnetisierbarem tAaterial.Der Zackenrand 12 des Platzhalterwürfels8 verhindert das Hineindrücken bzw. das Hineinfallen der an der Oberfläche liegenden mittleren würfel 5 in das Innere des Spielzeugs, wenn es sich im Zustand A befindet. Dies zu verhindern, kann auch auf andere eiseerreicht werden (siehe z.B. Fig. 8 und 9), jedoch ist die Lösung mit dem Zackenrand 12 die einfachste. Die Anzahl der Zacken 33des Zackenrands 12 kann eins oder mehr betragen. Die zwischen den beiden Platzhalterteilen 7 auftretende magnetische Kraft (letztlich Druckkraft) F(l > ist immer bestrebt, die Platzhalterwürfel 8voneinander zu entfernen. Mit1 wirddie Länge des Druckweges bezeichnet. Die Funktion F(l)wird durch die Kurve 1. in Fig. 10 dargestellt. Daraus wird ersichtlich, dass der Zustand A des Spielzeugs ein stabiler ist. Im Zustand B des Spielzeugs kann die Kraft F(lo)angesichts der ständig vorhandenen Reibungskraft zwischen würfel5 und Platzhalterwürfel8 vernachlässigt werden. Deshalb bildet der Zustand B ebenfalls einen stabilen Zustand, da die Platzahlterwürfel 8 nicht in der Lage sind, sich voneinander zu entfernen. Das Spielen mit einem Spielzeug, das über einen stabilen Zustand B verfügt, ist angenehmer als mit einem Spielzeug, dessen Zustand B instabil ist (siehe z.B. das Spielzeug in Fig. 7). Die Ursache liegt darin, dass beim Verschieben der Würfel 5 eines Spielzeugs mit dem instabilen Zustand B unerwünschte Reibungskräfte auftreten. Allerdings muss angemerkt werden, dass die Herstellung eines Spielzeugs mit dem instabilen Zustand B einfacher ist als die eines Spielzeugs mit dem stabilen Zustand B. Der Platzhalter 6 des in Fig. 5 dargestellten Spielzeugs ist eine magnetisch-mechanische Konstruktion. Dieser Platzhalter 6 ist eine kompliziertere, weiterentwickelteVariante des Platzhalters 6 in Fig.' 4.Dieser Platzhalter 6 verfügt über eine für den menschlichen Finger vorteil haftere Charakteristik der Druckkraft-Druckweg Funktion (siehe hierzu die Kurve 2. in Fig. 10). Auch dieses Spielzeug wird in der gleichen eisewie das eben beschriebene vom Zustand B in den Zustand A überführt. Das Spielzeug verfügt über einen asymmetrischen Platzhalter 6, da hier der obere Platzhalterteil 7 ausser zwei Halterungen 9 auch eine Führungsstange 15besitzt. Da der untere Platzhalterteil 7 ein Loch-Weicheisen 14 und einen Loch-Dauermagneten 15 hat, kann er sich leicht auf der Führungsstange 15auf und ab bewegen. Eine Feder 16 auf der Führungsstange 15drückt den Ring 18 auf den Dauermagneten 17. Dieser Ring 18 wird vom Loch-Dauermagneten 15 stärker angezogen als vom Dauermagneten 17. Der Grund hierfür liegt darin, daizder Ring 18 aus einem Weicheisenring19 und einem Kupferring 20 zusammengeschweisst ist. ennmit dem Zusammendrücken des Platzhalters 6 begonnen wird, muss Kraft nicht nur gegen die magnetische Kraft, sondern auch gegen die Druckkraft der Feder 16 aufgewendet werden, da sich der Ring 18 zusammen mit dem Loch-Dauermagneten 15 bewegt. Nach Erreichen eines gewissen Zusammendrückwegeswird die Druckkraft der Feder 16 grösser als die Anziehungskraft des Loch-Dauermagneten 15 auf den Ring 18. Infolgedessen löst sich der Ring 18 vom Loch-Dauermagneten 15. Danach wird der Fing18 von der Feder 16 erneut auf den Dauermagneten 17 gepresst. Im Augenblick des Sichlostrennens hört die zwischen den beiden Platzhalterteilen 7 wirkende Kraft praktisch auf (siehe hierzu den vertikalen Abschnitt der Kurve 2. in Fig. 10).-Der Platzhalter 6 des in Fig. 6a bzw. 6b dargestellten Spielzeugs ist eine asymmetrische mechanische Konstruktion. Das Spielzeug verfügt über einen stabilen Zustand A bzw. B. Im Inneren des oberen Platzhalterteils 7 befindet sich ein Stahlgehäuse 21. Im Stahlgehäuse 21 presst eine Feder 22 die Stahlplatte 25auf den unteren Rand 24 des Stahlgehäuses 21. Der untere Platzhalterteil 7 enthält eine um die Achse 25 drehbare Zunge 26. Eine sehr schwache kleine Feder 27 sorgt dafür, da die Zunge 26 immer bestrebt ist, sich im Uhrzeigersinn zu bewegen. Die Stabilität des Zustands A wird dadurch gewährleistet, dass die Spitze der Zunge 26 auf der Stahlplatte 23 aufliegt. Wenn man beginnt, den Platzhalter 6 zusammenzudrücken, bewegt sie sich zusammen mit dem Zusammendrücken der Feder 22. Nach dem Zusammendrücken des Platzhalters 6 um ein paar Millimeter beginnt sich die Zunge 26 wegen der geometrischen Beschaffenheit des unteren Randes 24 des Stahlgehäuses 21 sowie des Zungennockens 28 entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen. Sobald die Spitze der Zunge 26 infolge der Drehbewegung der Zunge 26 nicht mehr weiter auf der Stahlplatte 23 aufliegt, erfolgt ein plötzlicher Abfall der Kraft F(l) (siehe hierzu den vertikalen Abschnitt der Kurve 5.in Fig. 10). Die Überführung des Spielzeugs vom Zustand B in den Zustand A geschieht ähnlich wie bei den beiden bereits beschriebenen Spielzeugen, nur das Fallenlassen des Platzhalterteils 7 muss hier auf beiden Seiten des Platzhalterteils 7 durchgeführt werden. Hier zieht nämlich das Fallenlassen des einen Platzhalterteils 7 nicht das Hochspringendes anderen Platzhalterteils 7 an den Rahmen 4 nach sich. Fig. 7, 8 und 9 stellen sehr einfache Spielzeuge mit dem instabilen Zustand B dar. Die Platzhalter 6 enthalten nur Platzhalterwürfel8 und eine Druckfeder 29 bzw. -federn 29. Die zwischen den Platzhalterteilen 7 der drei Spielzeuge auftretende Funktion der Kraft F(l) zeigt die Kurve 4. in Fig. 1C. Der Platzhalter in Fig. 9 nimmt im Zustand A des Spielzeugs ein Fassungsvermögen von zwei Würfeln 5, bzw. im Zustand B des Spielzeugs von einem würfel 5 ein. Deshalb kann der Platzhalter 6 an die Oberfläche des Spielzeugs geschoben werden. Dies bedeutet für das Spielzeug eine grobe Verletzung der Symmetrie und einen ernsten Schönheitsfehler. Bei den bisher beschriebenen Mechanismen 1 kann man zu Beginn des Spiels den Leerplatz 2 an zwei Stellen zustande bringen. Fig. 11astellt einen mechanismus 1 dar, mit dem man zu Beginn des Spiels an sechs Stellen den Leerplatz 2 zustande bringen kann. Fig. 11bzeigt eine in einen Würfel 5 eingebaute magnetische Konstruktion. Die magnetische Konstruktion wird von dem zwischen zwei Weicheisenscheiben 51plazierten Dauermagneten 32 mit der in der Abbildung bezeichneten Polarität gebildet. Der so beschaffene Würfel 5 wird Nagnetwürfel 50genannt. Das Spielzeug enthält sechs Magnetwürfel 3G,die im Zustand A des Spielzeugs entsprechend Fig. 11aangeordnet sind. Das Hineinfallen der Magnetwürfel 50in den inneren Leerplatz 5wird durch die magnetische Wechselwirkungskraft zwischen den Magnetwürfeln30 und dem Rahmen4 verhindert. Dies setzt natürlich die Herstellung eines adäquaten Teils des Rahmens 4 aus Weicheisen oder aus einem Dauermagneten voraus. Bei aller Eleganz des Mechanismus 1 besitzt dieser u.a. den einen Nachteil, dass währenddes Spiels unerwünschte Reibungs- und magnetische Kräfte auftreten. Möglich ist auch die Konstruktion eines Mechanismus 1, welcher lediglich zwei Magnetwürfel 50enthält, hierbei müsste aber die nach innen gelegene Seite der Magnetwürfel30 die Form z.B. des Zackenrandes 12 aufweisen. Bei den hier b-eschriebenen erfindungsgemässenSpielzeugen erdendie Seiten der verschiebbaren Würfel 5 aus kongruenten Quadraten gebildet. Es kann aber auch ein Spielzeug hergestellt werden, bei dem die Seiten der Würfel5 durch inkongruente Parallelogramme bestimmt werden. Möglich ist auch eine Änderung der Anzahl der Würfel 5, was naturgemäss eine entsprechende Modifikation des Rahmens 4 nach sich zieht. Die Verbindung eines Teiles der würfel5 miteinander bzw. mit dem Rahmen 4 ist ebenfalls möglich. Einige der hier beschriebenen Muster (Spielzeuge) sind technisch relativ einfach mit geringem Kostenaufwand realisierbar. Bei Beginn des Spielens (Verschiebens) mit dem Spielzeug sind die möglichen Plazierungen des Leerplatzes 2 bezüglich der symmetrischen Flächen des Spielzeugs symme trisch angelegt, was die Schönheit und Eleganz des Spielzeugs vergrössert. Bezugszeichenliste1 Mechanismus2 Leerplatz5Innerer Leerplatz4 Rahmen5 Würfel 6 Platzhalter7 Platzhalterteil8 Platzahlterwürfel9 halterung 10 Weicheisen 11 Dauermagnet 12 Zackenrand 15Führungsstange 14 Loch-Weicheisen 15 Loch-Dauermagnet 16 Feder 17 Dauermagnet 18 Fing19 Weicheisenring 20 Kupferring 21 Stahlgehäuse 22 Feder 23 Stahlplatte 24 Unterer Band 25 Achse 26 Zunge 27 Kleine Feder 28 Zungennocken 29 Druckfeder 30 Magnetwürfel 31 Weicheisen 32 Dauermagnet 33 Zacke
    权利要求:
    Claims
    Patentansprüche 1. Dreidimensionales Translationsspielzeug,bei dem ein äusserer Rahmen die in drei Dimensionen verschiebbarenWürfel zusammenhält, dadurch gekennzeichnet, dass es ei nen Mechanismus (1) enthält, mit dem der sichtbareLeerplatz (2) an einen nicht sichtbaren inneren Leer platz (3) verschoben werden kann.
    2. Spielzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mechanismus (1) einen Dauermagneten (-magnete) und/ oder eine Feder (Federn) enthält.
    5.Spielzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mechanismus (1) durch einen Platzhalter (6) reali-siert wird.
    4. Spielzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, da es 24 oder 16 Würfel (5) enthält.
    5. Spielzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zum Platzhalter (6) gehörende Platzhalterwürfel (8) einen Zackenrand (12) besitzt.
    类似技术:
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1989-09-08| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT AU BB BG BR CH DE DK FI GB JP KP KR LK LU MC MG MW NL NO RO SD SE SU US |
    1989-09-08| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE BJ CF CG CH CM DE FR GA GB IT LU ML MR NL SE SN TD TG |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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