EP0787514A2 - Stereometric toy, stereometric shape, in particular stereometric toy - Google Patents
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- EP0787514A2 EP0787514A2 EP97101652A EP97101652A EP0787514A2 EP 0787514 A2 EP0787514 A2 EP 0787514A2 EP 97101652 A EP97101652 A EP 97101652A EP 97101652 A EP97101652 A EP 97101652A EP 0787514 A2 EP0787514 A2 EP 0787514A2
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- A63F—CARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- A63F9/00—Games not otherwise provided for
- A63F9/06—Patience; Other games for self-amusement
- A63F9/08—Puzzles provided with elements movable in relation, i.e. movably connected, to each other
- A63F9/088—Puzzles with elements that are connected by straps, strings or hinges, e.g. Rubik's Magic
Definitions
- the invention relates to a stereometric structure, in particular a stereometric toy, with a chain that can be closed or closed to form a ring of articulated polyhedra.
- the structure can be brought into several different spatial forms.
- Stereometric toys are generally spatial toys, in which play can be played by changing or varying a plurality of physical structures.
- a simple example of such a stereometric toy is the classic wooden construction kit.
- Particularly attractive stereometric toys of this type are known from Naef AG, "naef collection", 1995.
- a spatial logic toy consisting of several elements is also known.
- the logic toy consists of individual toy elements that can be attached to one another at contact surfaces and which can form an imaginary lattice work in the form of a regular or semi-regular body.
- this toy does not form a closed unit, so that there is a risk that individual elements can be lost.
- kaleidocycles three-dimensional rings made of tetrahedra (known as kaleidocycles) are known.
- Several identical tetrahedra will be assembled into a chain by flexibly connecting two tetrahedra at one edge. As soon as this chain is long enough, it can be put together in a closed circle. Because of the flexible hinges on the edges, the ring can be turned continuously through its center.
- These kaleidocycles thus essentially have a ring shape, the shape of which varies in the course of the rotation through its center and thereby gives an impression similar to the opening of a flower.
- These kaleidocycles are therefore visually very appealing, but the degrees of freedom in handling are limited to rotating the ring formed from the tetrahedra either inwards or outwards.
- a reversible cube belt is known from the above-mentioned publication "Paul Schatz, rhythm research and technology, Verlag Freies Geistesleben, 1975".
- the cube belt is created by taking two mutually penetrating star body bars from a cube.
- the remaining cube belt consists essentially of six four-sided bodies, which are connected to each other in an articulated manner to form a ring.
- the cube belt can be turned inside out, so that - similar to the previously mentioned kaleidocycles - different spatial shapes can be formed, the shape of which resembles, for example, a star shape or a ring shape.
- the order of the spatial shapes created during the inversion process is inevitable, so that the cube belt quickly becomes uninteresting as a game.
- a polyhedron ring which is a cube in its basic position.
- 6 of its 12 polyhedron edge connections lie on cube edges, the other 6 on diagonals of the cube.
- all surfaces of the cube are formed by polyhedron surfaces that belong to polyhedra that are immediately adjacent in the polyhedron ring. This results in a loosened form of a wide-opening 12-membered polyhedron ring, which, however, is designed less uniformly due to the mutual nature of the formation of the polyhedron compounds and, from a playful point of view, only challenges the interest for a short time due to its simple kinematic inversion behavior.
- Another cube is known from GB-OS 2 111 395, which has inverted properties.
- the inversion process is, however, completely determined by the choice of the axes of movement between the polyhedra, so that there is also no longer-term interesting game from this design.
- the cube can only be opened to a ring with a very small opening.
- the stereometric toys also include the well-known logic toys, such as the Rubik's cube, which has several elements which, although connected to form a closed arrangement, can change their relative positions to one another.
- the logic task with this toy is to bring the elements into a predetermined regular arrangement, which can be predetermined, for example, by the color scheme.
- At least one of the spatial forms into which the stereometric structure or stereometric toy can be brought is a regular body, the surfaces of which are each formed from a surface of a polyhedron, namely from an undivided surface of the polyhedron.
- At least one of the spatial shapes into which the structure can be brought is a regular body, namely a cube, the surfaces of which are each formed from a surface of several polyhedra. At least one surface of the regular body, ie the cube, is formed by polyhedron surfaces that belong to polyhedra that are not immediately adjacent in the polyhedron chain or in the polyhedron ring. At least one other of the spatial forms into which the structure can be brought is a ring through which a cube of the same size in the basic position can be moved. This further spatial shape can be called the open position.
- a structure made of polyhedra of the same size which is in the basic position, can be moved through the structure in the open position.
- At least one of the spatial shapes into which the structure can be brought is a regular body, which is different from a cube and whose surfaces are each formed from a surface of several polyhedra.
- the stereometric structures according to the invention can be divided into a first group, in which the surfaces of the regular body are undivided, and a second group, in which the surfaces of the regular body are divided.
- the solution according to claim 1 relates to the first group, the solution according to claims 2 and 3 the second group.
- the second group can in turn be divided into a first sub-group, in which the regular body is a cube, and in a second sub-group, which comprises regular bodies that are different from a cube.
- the first subgroup is the subject of claim 2
- the second subgroup is the subject of claim 3.
- a stereometric toy according to the proposals according to the invention stimulates the sense of form. It also trains the player's logic skills. It is also particularly appealing in appearance.
- the chain or ring of articulated polyhedra is formed in such a way that the polyhedra represent a complete regular body in at least one of the spatial shapes that can be formed from them, which can be referred to as the "basic position".
- “complete” is to be understood to mean that all surfaces of the regular body are formed by surfaces of the polyhedra, it being possible for the surfaces of the regular body to be divided one or more times.
- the stereometric toy according to the invention thus assumes a particularly appealing form, since the regular bodies convey a particularly beautiful appearance due to their high degree of regularity.
- the basic position can be formed by a single closed arrangement, ie a chain or a ring of polyhedra. Therefore, no parts can be lost.
- the surfaces can be designed in relief rather than smooth or imperfect (for example with cut corners or with holes in the middle).
- the individual surfaces can also be formed by wire frames, so that a wire structure is formed overall.
- Decisive for belonging to the invention is therefore the relationship of a design to the geometric shape and the sequence of certain connections of the polyhedra on which the design is based, but not the final design and the purpose which the designs are intended to fulfill (e.g. as an advertising medium, as a kit) , as lamp design).
- regular bodies are understood to mean all Platonic bodies and Archimedean bodies, as well as the rhombic dodecahedron and the rhombic thirty-surface. The edges of these bodies are all the same length.
- Platonic bodies are known to be the tetrahedron, the cube, the octahedron, the icosahedron and the dodecahedron.
- Archimedean bodies are the cube stump, the cuboctahedron, the octahedron stump, the dodecahedron stump, the icosidodecahedron, the icosahedron stump and tetrahedron stump (cf. for example the publication "Platonic and Archimedean Bodies, their Star Shapes and Polar Formations", Paul Adam / Arnold Wyss, Verlag Freies Geistesleben, 1984).
- the stereometric toy according to the invention not only stimulates the sense of beautiful (geometric) shapes, but also involuntarily trains the agility of thinking in the player, whereby it particularly promotes judgment formation from the point of view.
- the appearance of the toy is appealing and remains interesting for a long time.
- the polyhedra are preferably identical to one another and / or mirror-image identical.
- the polyhedra therefore each have the same or, in mirror image, the same shape. Similar to the kaleidocycles, in which a ring is formed from a multiplicity of tetrahedra, this regularity initially creates an aesthetically pleasing impression even outside the basic position. In addition, however, this also places higher demands on the logical skills for generating the basic position, since no reference can be made to different sizes or shapes. Finally, the uniformity of the large number of polyhedra also means that, in their basic position, they divide the regular body symmetrically, at least in terms of their external appearance, so that the confusion which promotes logic skills is further increased when the basic position is dissolved. The aesthetic appearance is particularly advantageous.
- connection at corners of the polyhedra which would possibly increase the mobility and complexity of the toy.
- the connection at edges has the advantages of particularly simple manufacture and handling and produces greater regularity in handling the toy.
- each polyhedron is connected to another polyhedron at two different edges.
- the desired chain structure or ring structure is achieved in a particularly simple manner.
- a polyhedron can also be connected to other polyhedra at three edges.
- a further advantageous embodiment is characterized in that, in the basic position, all those connections of the polyhedra immediately adjacent in the polyhedron ring or in the polyhedron chain lie on edges of the regular body which connect such adjacent polyhedra which have surfaces which are in the basic position of the stereometric structure different areas of the regular body. In this way it can be achieved that the polyhedron ring can be turned into a hollow shape.
- this describes the first necessary basic condition for all those forms that are to be completely reversible.
- the second basic requirement for such complete reversibility is that the stereometric structure must consist of at least twelve polyhedra.
- a third basic condition for complete reversibility is that the surfaces of the regular body must always be divided into at least two. The fulfillment of all three mentioned conditions is however no guarantee for an actual reversibility.
- the basic position is a cube and that at least twelve polyhedron connecting edges lie on edges of the cube.
- the regular body is a platonic body, namely a cube that is formed from a polyhedron chain, in which at least twelve connections of the polyhedra come to rest in the basic position on the twelve cube edges.
- the arrangement is such that only six polyhedron connections lie on cube edges.
- the polyhedra partially fill the regular body in the basic position.
- Another advantageous development is characterized in that a cavity in the form of a regular body is formed in the regular body.
- the polyhedra completely fill the regular body in the basic position.
- the surfaces of the regular body are completely formed by the polyhedra in the basic position, this gives the impression of a particularly compact toy, although it seems surprising that this compact arrangement of polyhedra from the regular basic position into one largely irregular structure can be resolved and vice versa.
- it is possible to form a cavity inside the regular body which in turn can be regular. This measure allows several toys according to the invention to be nested one inside the other.
- a cube can be turned inside out into a pentagon dodecahedron.
- each polyhedron lies in the center of the regular body. This usually results in the polyhedra being arranged in the basic position symmetrically with respect to the regular body. This means that the impression of symmetry and harmony in the basic position is further increased, which makes the discrepancy between the basic position and the irregularly appearing broken chain or ring shape appear even larger.
- the polyhedra can be connected to form a ring. As a result, the compactness of the toy according to the invention is retained even in the state released from the basic position. It is also possible to connect the polyhedra to several rings that are connected to each other.
- the ring can be turned inside out.
- the ring formed from the polyhedra can be rotated in the state released from the basic position.
- the ring can be partially or completely inverted.
- the ring can be "rotated” by 360 °.
- at least some of the realizable stereometric toys according to the invention can be "turned out” based on a certain inverted state.
- a rhombic dodecahedron can be created from a cube, the edge lengths of which correspond to half the space diagonal of the cube.
- the basic position can usually only be restored from a certain rotational state. This increases the demands on the logical abilities of the player, and thus contributes to the fact that the toy - in this context, similar to the Rubik cube - remains interesting for a long time.
- the regular body is a cube with corners A, B, C, D, E, F, G, H and a center point O, the cube being formed by a chain or ring of polyhedra EFHO, BEFO, BFGO, FGHO, CHGO, CBGO, BCDO, CDHO, DAHO, ABDO, ABEO, AEHO, which are each connected via their edges EF, BF, FG, GH, CG, BC, CD, DH, AD, AB, AE, EH .
- this embodiment of the stereometric structure or stereometric toy according to the invention is a cube, the side surfaces of which are divided diagonally and the polyhedron connections all lie on cube edges.
- the resulting polyhedron ring can be turned inside out. It is particularly interesting in this embodiment that a rhombic dodecahedron can be formed with the polyhedron ring by a complicated rotation process or, if there is a corresponding cavity formation in the interior of the cube, a pentagon dodecahedron can also be formed after its inversion, which is hollow on the inside.
- the cavity formed inside is cube-shaped with the same dimensions as the cube in the basic position.
- This embodiment can be transformed into a 24-polyhedral structure by introducing a division by the second cube side diagonal.
- the additional connecting edges all lie, for example, on the space diagonals going through the center O.
- the regular body is an octahedron with corners A, B, C, D, E, F and a center O, the octahedron being formed by a chain or a ring of polyhedra ABCO, BCFO, BEFO, DEFO , CDFO, ACDO, ADEO, ABEO, which are each connected via their edges CO, BF, EO, DF, CO, AD, EO, AB.
- This embodiment is particularly visually appealing since the surfaces of the octahedron are not subdivided in the basic position.
- the polyhedron ring is not completely invertible, so that the variability of this toy compared to the other embodiments of the invention remains.
- the regular body is an octahedron with corners A, B, C, D, E, F and a center O
- the edges BC, CD, ED, EB each having a center G, H, I, K.
- the octahedron is formed is by a chain or ring of polyhedra ABGO, AGCO, GCFO, CHFO, ACHO, AHDO, DFHO, EFKO, AEKO, AEIO, EFIO, DFIO, ADIO, ABKO, BFKO, BFGO, which are each connected via their edges AO , GC, OF, CH, AO, HD, OF, DI, AO, EI, FO, KE, AO, BK, FO, BG.
- edge connections AO, GC, FC, CH, AO, HD, FD, DI, AO, EI, FE, KE, AO, BK, BF, BG can be formed, so that the octahedron can be turned inside out.
- the regular body is a tetrahedron with corners A, B, C, D and a center O, the surfaces ABC, ACD, BCD, ABD having a respective center E, F, G, H, and wherein the Tetrahedron is formed by a chain or ring of polyhedra BAEO, BECO, AECO, ACFO, CFDO, DFAO, CGDO, CGBO, DGBO, DHBO, BHAO, AHDO, which are each connected via their edges CO, AO, AD, DO , BO, AB, AO, CO, CB, BO, DO, DC.
- the polyhedron ring is half turnable, whereby the twelve polyhedra can be handled with considerable variability.
- a further regular division of the tetrahedron surfaces for example by dividing the polyhedra described, a further reversibility can also be achieved here.
- the described polyhedron ring itself can be turned inside out as a basis for such designs, although the 12 polyhedra can nevertheless be handled with considerable variability. It goes without saying that polyhedron rings which result from a further division of the tetrahedral surface do not therefore leave the scope of the invention.
- the regular body is a tetrahedron with corners A, B, C, D and a center O, the edges AB, AC, AD, BC, CD, DB each having a center O x , N, M, I , K, L and where the surfaces ABC, ACD, BCD, ABD each have a center E, F, G, H, and wherein the tetrahedron is formed by a chain or a ring of polyhedra BIO x EO, CNIEO, AO x NEO, ANMFO, CNKFO, DKMFO, BILGO, CIKGO, DKLGO, AO x MHO, BO x LHO, DLMHO, which are each connected via their edges AN, MO, KO, CK, IO, LO, LD, MO, O x O, BO x , IO, NO.
- This embodiment is also visually particularly appealing in its basic position.
- the ring can be turned inside out. There is an amazing variability in the polyhedron ring. It is unexpectedly difficult to return to the basic position.
- the regular body is a dodecahedron which is formed by a chain or a ring of twelve polyhedra, which are each formed by one of the twelve pentagons on the surface of the dodecahedron and by the connection of the corners of this pentagon to the center O of the dodecahedron formed surfaces, and wherein the polyhedra are each connected via side edges of their pentagonal surfaces.
- the corners AI, KN, O x , PU of the dodecahedron pentagons BKLME, MEFNS, NSUTO x , NO x GCF, FCABE, ACGHD, HGPTO x , PHDIQ, DIKBA, IKLRQ, QRUTP, RUSML on its surface describe, which are each connected via their edges ME, SN, NO x , FC, AC, HG, PH, DI, IK, QR, RU, LM.
- the corners describe AI, KN, O x , PU of the dodecahedron pentagons BEMLK, BEFCA, BADIK, KIQRL, QRUTP, QPHDI, PHGO x T, HGCAD, GCFNO x , O x NSUT, SURLM, SMEFN on its surface , which are connected by their edges BE, BA, KI, QR, QP, PH, HG, GC, O x N, SU, SM, ME.
- the two alternative embodiments of the dodecahedron describe alternative concatenations of the same polygon types from which the dodecahedron is formed. All connecting edges of the polyhedra thus lie on the surface of the dodecahedron.
- there can also be other polyhedron rings with other edge connections e.g. a dodecahedron polyhedron ring with the edges DJ, AB, FC, CG, GH, TO x , NS, ME, KL, RL, RU, PQ
- the alternative chaining variants described above show a certain regularity and are therefore particularly preferred.
- the regular body is a dodecahedron with corners AI, KN, O x , PU, which delimit twelve pentagons on its surface
- the edges KI, HG, EF, LM, PQ, NO x centers a, b have c, d, e, f, the dodecahedron being formed by a chain or ring of twenty-four polyhedra, each formed by half of one of the pentagons, the bisecting line being formed by the edge centers af and the opposite corner of the Pentagon runs, and through the surfaces formed by the connection of the corners of this pentagon half with the center O of the dodecahedron.
- the twenty-four polyhedra are preferably connected via their edges Ac, cF, FN, Nf, Uf, O x f, O x G, Gb, Ab, Hb, HP, Pe, Ue, Qe, Ql, Ia, Aa, Ka, KL, Ld, Ud, Md, ME, Ec.
- the twenty-four polyhedra are connected by their edges AO, Fc, FN, Nf, UO, O x f, O x G, Gb, AO, Hb, HP, Pe, UO, Qe, Ql, Ia, AO, Ka , KL, Ld, UO, Md, ME, Ec.
- the two alternative preferred embodiments of this type of dodecahedron toy are both reversible.
- a spatially narrower reversible ring is created, which demands greater skill and greater spatial understanding from the player.
- the second alternative results in a longer ring that is easier to handle. Here it is easier to find new spatial arrangements.
- these two dodecahedron variants are already relatively complex, since a total of twenty-four polyhedra require a high degree of logical understanding and intellectual mobility in order to return from the "disordered" state to the basic position.
- the regular body is a rhombic dodecahedron with corners AI, KN, O x , which is formed by a ring of twelve polyhedra, each formed by one of the twelve rhombuses on the surface of the rhombic dodecahedron and by the connection of the Corners of these rhombi with the center O of the rhombic dodecahedron formed surfaces.
- the polyhedra are preferably connected via their edges FO, FL, CG, GO, GM, DH, HO, HN, EI, IO, IK, BF.
- polyhedra via their edges EB, HI, IK, BF, FC, KL, LM, GC, DG, NM, HN, ED.
- the rhombic dodecahedron is neither an Archimedean nor a Platonic body, it is nevertheless a regular body in the sense of the invention.
- the edges are all the same length. This creates a visual impression of great regularity.
- the ring structures are largely regular in both cases.
- the first alternative is a ring structure around a point with four-fold symmetry
- the second alternative is a ring structure around a point with three-fold symmetry.
- the regular body is an icosahedron with corners AI, KM, which delimit twenty triangles on its surface, the edges BC, CD, DE, EF, FB, GH, HI, IK, KL each having center points B ', C ', D', E ', F', G ', H', I ', K', L ', where the icosahedron is formed by forty polygons, each of which is formed by half of one of them the surface of the icosahedron and the triangles formed by the connection of the corners of the triangle half to the center O of the icosahedron, the icosahedron being formed by a chain or ring of polyhedra ACC'O, AC'DO, ADD'O, AD'EO, AEE'O, AE'FO, AFF'O, AF'BO, ABB'O, AB'CO, GBB'O, GB'CO, CGG'O, CG'HO, HCC
- the forty polyhedra are preferably connected via their edges AO, C'D, DH, HH ', MO, H'I, ID, DD', AO, D'E, EI, II ', MO, I'K, KE , EE ', AO, E'F, FK, KK', MO, K'L, LF, FF ', AO, F'B, BL, LL', MO, L'G, GB, BB ', AO, B'C, CG, GG ', MO, G'H, HC, CC'.
- the forty polyhedra are connected by their edges AC ', C'D, DH, HH', MH ', H'I, ID, DD', AD ', D'E, EI, II', MI ', I'K, KE, EE ', AE', E'F, FK, KK ', MK', K'L, LF, FF ', AF', F'B, BL, LL ', ML', L ' G, GB, BB ', AB', B'C, CG, GG ', MG', G'H, HC, CC '.
- the invention further relates to a polyhedron construction kit with a multiplicity of polyhedra or parts of such polyhedra which can be combined to form individual polyhedra and hinge elements which is characterized in accordance with the invention in that one or more stereometric structures or stereometric toys according to the invention can be produced with it.
- a first embodiment of the stereometric toy according to the invention with the basic position of a cube is generally designated 10.
- the cube 10 has corners A, B, C, D, E, F, G, H and a center O.
- the cube is formed by a ring of polyhedra EFHO, BEFO, BFGO, FGHO, CHGO, CBGO, BCDO, CDHO, DAHO, ABDO, ABEO, AEHO, of which the polyhedron BCDO is represented by hatching its sides.
- the polyhedra are connected to form a ring by their edges EF, BF, FG, GH, CG, BC, CD, DH, AD, AB, AE, EH.
- FIG. 2 shows a second embodiment of the stereometric toy according to the invention with the basic position of an octahedron 12.
- the octahedron 12 has corners A, B, C, D, E, F and a center O.
- the octahedron is formed by a ring of polyhedra ABCO, BCFO , BEFO, DEFO, CDFO, ACDO, ADEO, ABEO, which are each connected via their edges CO, BF, EO, DF, CO, AD, EO, AB.
- the polyhedron BCFO is shown in Fig. 2 by hatching its sides.
- FIG. 3 shows a third embodiment of the stereometric toy according to the invention with the basic position of an octahedron 14.
- the octahedron has corners A, B, C, D, E, F and a center O.
- the edges BC, CD, ED, EB of the octahedron each have a center G, H, I, K.
- the octahedron is formed by a ring of polyhedra ABGO, AGCO, GCFO, CHFO, ACHO, AHDO, DFHO, EFKO, AEKO, AEIO, EFIO, DFIO, ADIO, ABKO, BFKO, BFGO .
- the polyhedra are each connected via their edges AO, GC, OF, CH, AO, HD, OF, DI, AO, EI, FO, KE, AO, BK, FO, BG.
- the polyhedron GCFO is shown in Fig. 3 by hatching its sides.
- the tetrahedron has corners A, B, C, D and a center O.
- the edges AB, AC, AD, BC, CD, DB each have a center O x , N, M, I, K, L.
- the areas ABC, ACD, BCD, ABD each have one Center E, F, G, H.
- the tetrahedron is formed by a ring of polyhedra BIO x EO, CNIEO, AO x NEO, ANMFO, CNKFO, DKMFO, BILCO, CIKGO, DKLGO, AO x MHO, BO x LHO, DLMHO.
- the polyhedra are each connected via their edges AN, MO, KO, CK, IO, LO, LD, MO, O x O, BO x , IO, NO.
- the tetrahedron has corners A, B, C, D and a center O.
- the surfaces ABC, ACD, BCD, ABD each have a center E, F, G, H.
- the tetrahedron is formed by a ring of polyhedra BAEO, BECO, AECO, ACFO, CFDO, DFAO, CGDO, CGBO, DGBO, DHBO, BHAO, AHDO.
- the polyhedra are each connected via their edges CO, AO, AD, DO, BO, AB, AO, CO, CB, BO, DO, DC.
- the polyhedron ABEO is shown in Fig. 5 by hatching its sides.
- the dodecahedron 20 has corners AI, KN, O x , PU, the pentagons BKLME, MEFNS, NSUTO x , NO x GCF, FCABE, ACGHD, HGPTO x , PHDIQ, DIKBA, IKLRQ, QRUTP, RUSML on its surface.
- the dodecahedron 20 is formed by a ring of twelve polyhedra. Each polyhedron is formed by one of the twelve pentagons on the surface of the dodecahedron 20 and the surfaces formed by connecting the corners of the pentagon to the center O of the dodecahedron 20.
- the polyhedra are connected via the side edges of their pentagonal surfaces, specifically via the edges ME, SN, NO x , FC, AC, HG, PH, DI, IK, QR, RU, LM.
- a seventh embodiment of the stereometric toy according to the invention with the basic position of a dodecahedron is generally designated by the reference number 22 in FIG. 7 .
- the dodecahedron 22 has corners AI, KN, O x , PU, the pentagons BEMLK, BEFCA, BADIK, KIQRL, QRUTP, QPHDI, PHGO x T, HGCAD, GCFNO x , O x NSUT, Describe SURLM, SMEFN on its surface.
- the dodecahedron is formed by a ring of twelve polyhedra.
- Each polyhedron is formed by one of the twelve pentagons on the surface of the dodecahedron 22 and the surfaces formed by connecting the corners of this pentagon to the center O of the dodecahedron 22.
- the polyhedra are connected via the edges BE, BA, KI, QR, QP, PH, HG, GC, O x N, SU, SM, ME.
- a development of the polyhedron of the polyhedron chain thus formed is shown in plan view in FIG. 8 .
- the polyhedra 1 and 12 in FIG. 8 are connected to one another at the edges provided with arrows.
- FIG. 9 An eighth embodiment of the stereometric toy according to the invention with the basic position of a dodecahedron 24 is shown in FIG. 9 .
- the dodecahedron 24 has corners AI, KN, O x , PU, which delimit twelve pentagons on its surface.
- the edges KI, HG, EF, LM, PQ, NO x have centers a, b, c, d, e, f.
- the dodecahedron 24 is formed by a ring of twenty-four polyhedra.
- Each polyhedron is formed by half of one of the pentagons, the halving line running through the center points af and the opposite corner of the pentagon, and through the surfaces formed by connecting the corners of this pentagon half to the center O of the dodecahedron 24.
- the twenty-four polyhedra are connected by their edges Ac, cF, FN, Nf, Uf, O x f, O x G, Gb, Ab, Hb, HP, Pe, Ue, Qe, Ql, Ia, Aa, Ka, KL, Ld, Ud, Md, ME, Ec.
- FIG. 10 shows a ninth embodiment of the stereometric toy according to the invention with the basic shape of a dodecahedron 26.
- the dodecahedron 26 is divided into the same 24 polyhedra as the dodecahedron 24 from FIG. 9.
- the connection of the polyhedra to one another is different, namely via the edges AO , Fc, FN, Nf, UO, O x f, O x G, Gb, AO, Hb, HP, Pe, UO, Qe, Ql, Ia, AO, Ka, KL, Ld, UO, Md, ME, Ec .
- Fig. 11 shows a tenth embodiment of the stereometric toy according to the invention with the basic shape of a rhombic dodecahedron 28.
- the rhombic dodecahedron 28 has corners AI, KN, O x .
- the rhombic dodecahedron is divided into twelve polyhedra. Each polyhedron is formed by one of the twelve rhombuses on the surface of the rhombic dodecahedron 28 and the surfaces formed by connecting the corners of this rhombus to the center O of the rhombic dodecahedron 28.
- the polyhedra are connected to form a ring via their edges FO, FL, CG, GO, GM, DH, HO, HN, EI, IO, IK, BF.
- FIG. 12 shows an eleventh embodiment of the stereometric toy according to the invention with the basic position of a rhombic dodecahedron 30.
- the rhombic dodecahedron 30 is divided into the same polyhedra as the rhombic dodecahedron 29 from FIG. 11.
- the polyhedra are connected differently to form a ring, namely via their edges EB , HI, IK, BF, FC, KL, LM, GC, DG, NM, HN, ED.
- FIG. 13 shows a twelfth embodiment of the stereometric toy according to the invention with the basic position of an icosahedron 32 as a development in plan view.
- the polyhedra forming the icosahedron are each formed by one of the twenty triangles on the surface of the icosahedron and by the surfaces formed by connecting the corners of the respective triangle to the center O of the icosahedron.
- the edge connections of the polyhedra of this icosahedron are all on the surface, so that the spatial structure can be characterized solely by the development shown in FIG. 13.
- the process can be put together to form a ring.
- a thirteenth embodiment of the stereometric toy according to the invention with the basic position of an icosahedron is generally designated by 34 in FIGS. 14 and 15 .
- the icosahedron has corners AI, KM.
- the edges BC, CD, DE, EF, FB, GH, HI, IK, KL each have center points B ', C', D ', E', F ', G', H ', I', K ', L '.
- the icosahedron 34 is formed by forty polyhedra, each formed by half of one of the triangles located on the surface of the icosahedron and by the surfaces created by connecting the corners of the triangle half to the center O of the icosahedron.
- the triangles on the surface of the icosahedron are each divided so that the bisection line runs through the points B 'to L' and through the opposite corner of the respective triangle.
- the icosahedron 34 is thus formed by a chain of polyhedra ACC'O, AC'DO, ADD'O, AD'EO, AEE'O, AE'FO, AFF'O, AF'BO, ABB'O, AB'CO , GBB'O, GB'CO, CGG'O, CG'HO, HCC'O, HC'DO, DHH'O, DH'IO, IDD'O, ID'EO, EII'O, EI'KO, KEE 'O, KE'FO, FKK'O, FK'LO, LFF'O, LF'BO, BLL'O, BL'GO, MGG'O, MG'HO, MHH'O, MH'IO, MII'O , MI'KO, MKK'O, MK'LO,
- the connecting edges are AO, C'D, DH, HH ', MO, H'I, ID, DD', AO, D'E, EI, II ', MO, I'K, KE, EE' , AO, E'F, FK, KK ', MO, K'L, LF, FF', AO, F'B, BL, LL ', MO, L'G, GB, BB', AO, B'C , CG, GG ', MO, G'H, HC, CC'.
- the connecting edges also lie inside the icosahedron 34.
- the polyhedra described above are connected via the following connecting edges: AC ', C'D, DH, HH', MH ', H'I, ID, DD', AD ', D'E, EI, II' , MI ', I'K, KE, EE', AE ', E'F, FK, KK', MK ', K'L, LF, FF', AF ', F'B, BL, LL', ML ', L'G, GB, BB', AB ', B'C, CG, GG', MG ', G'H, HC, CC'.
- All connecting edges are on the surface of the icosahedron.
- 16 shows a fourteenth embodiment with the basic position of an octahedron which is formed by eight triangles. Every triangle has a center.
- the octahedron is formed by twenty-four polyhedra, each of which is formed is by a partial triangle of each triangle of the octahedron and the surfaces created by connecting the corners of the partial triangle to the center of the octahedron.
- Each partial triangle is formed by two corner points of an octahedron triangle and the center of the octahedron triangle.
- each triangle of the octahedron has a center.
- the partial quadrilaterals of an octahedron triangle are not formed by lines which run from the center of the octahedron triangle to a corner point of the octahedron triangle, but by lines which run from the center of the The octahedron triangle runs to the center of an edge connecting two corners of the octahedron triangle.
- the octahedron is formed by twenty-four polyhedra, each of which is formed by a partial quadrilateral located on the surface of the octahedron and the surfaces resulting from the connection of the corners of the partial quadrilateral to the center of the octahedron.
- Each partial quadrilateral consists of the center of an octahedron triangle, a corner of the octahedron triangle and the two centers of the edges of the octahedron, which run away from the said corner of the octahedron.
- the edge 18 shows a sixteenth embodiment with the basic position of a tetrahedron with the corners A, B, D, E and the edges AB, AD, AE, BD, DE, EB.
- the edges AE and BD have centers F and C.
- the tetrahedron is formed by eight polyhedra, each of which is formed by half of one of the triangles located on the surface of the tetrahedron and by the connection of the corners of the triangle half to the Center O of the tetrahedron resulting areas.
- the triangles on the surface of the tetrahedron are each divided so that the halving line runs from the edge centers C and F to the opposite corner A and E as well as B and D.
- the tetrahedron is with it formed by a chain of polyhedra ABCO, BCEO, BEFO, FEDO, EDCO, CDAO, AFDO, AFBO.
- the polyhedra are connected at the edges BC, BE, EF, ED, CD, AD, AF, AB.
- the tetrahedron is movable, but cannot be turned inside out. However, it can be turned into half a cube.
- FIG. 19 shows a seventeenth embodiment with the basic position of a cube with the corners A, L, Q, C, D, I, W, F.
- the edges AL, LQ, QC, CA, AD, LI, QW, CF, DI, IW, WF, FD have center points M, P, R, B, N, K, U, 2, H, V, Y, E.
- the cube surfaces ALQC, ADIL, LIWQ, QWFC, CFDA, DIWF have center points S, O, T, Z, G, X.
- the center of the cube is labeled 1.
- the cube is formed by a ring of eight polyhedra, which in turn are cubes (partial cubes).
- Each sub-cube is formed by the sub-squares on the surface of the cube, which adjoin a cube corner, and by squares, which are each formed from the center of the edge starting from the cube corner, the center points of two of the cube corner comprehensive cube surfaces and the cube center 1.
- the cube is thus formed by a chain of polyhedra MSBAGNO1, SBCRG2Z1, ONGEDHX1, G2ZEFYX1, MSPLOKT1, OKTHIVX1, OKTXHIY1, XVWYG2Z1.
- These polyhedra are connected at the edges SB, G2, XY, TU, PS, KT, HX, NG. 19 can be brought into a ring position, which allows a cube of the same size in the basic position to be moved through the ring.
- the above-described embodiments of the stereometric toy according to the invention can be made from a wide variety of materials, for example from cardboard or plastic.
- the surfaces can be smooth or relief-like and painted with different colors. It is also conceivable to provide the polygons with fluorescent colors or to design the surfaces graphically or holographically. Furthermore, it is conceivable to design the individual polyhedra as frame models made of plastic or metal.
- the polyhedron surfaces can be made of transparent plastic (plexiglass), it being conceivable to incorporate bulbs into the polyhedron. To increase complexity, the integration of reflective surfaces is possible.
- edge connections can be formed by film hinges.
- hinges made of fabric tape or the like are also conceivable.
- a polyhedron construction kit with a multiplicity of polyhedra or parts which can be assembled to form such polyhedra and which can be connected to one another at their edges by hinge elements.
- the hinge elements are also part of the polyhedron modular system and are each equipped with connecting means for coupling to an edge of two polyhedra.
- the polyhedra of the modular system are provided with appropriate connecting means at their edges.
- the connecting means are snap-in connections so that the hinges can be releasably connected to the edges.
- the polyhedron construction kit preferably contains all of the polyhedra of one embodiment or the polyhedra of several of the above-described embodiments. In the latter case, it is advantageous if the edge lengths of the different polyhedra are matched to one another in such a way that the polyhedra of the different embodiments can also be connected to one another.
- each Provide cavity that has the shape of a regular body, for example.
- a further stereometric toy according to the invention can then be inserted into this cavity so that the stereometric toys can be nested one inside the other, or a cube can be turned inside out into a pentagon dodecahedron.
- Stereometric structures according to the invention can be found by a step-by-step procedure.
- the polyhedra are determined by simple symmetrical structuring of the regular body, including the center of the regular body.
- the most regular chain formations that open to form a polyhedron ring are sought and then their modifications - by connecting the polyhedra at the respective edges - are examined with the aim of creating a structure that can move in space.
- the ring found can be turned into a hollow shape.
- known shapes can be excluded.
- the simplest tetrahedron structure is determined in the first step.
- the center point and the tetrahedron vertices divide the tetrahedron into four parts with undivided surfaces (FIG. 20a).
- a possible polyhedral ring cannot be turned inside out (second step).
- the just described can be transferred to the octahedron.
- the eight-link polyhedron chain (first step) is the only possible polyhedron chain that opens and moves in space (second step) with undivided octahedral surface. It is partially reversible. It is shown in Fig. 20g.
- the simplest division of space is a six-link polyhedral structure (first step), which allows regular chain formation (second step), but is not movable in space. Only dividing the cube surfaces by a corresponding diagonal (first step) enables the formation of a twelve-link polyhedron chain that can move in space (second step). The most regular form of chain formation is when all the connections between the polyhedra lie on cube edges.
- FIG. 20. 20h shows an eight-part cube.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Stereometriegebilde, insbesondere Stereometriespielzeug, mit einer zu einem Ring schließbaren oder geschlossenen Kette von gelenkig miteinander verbundenen Polyedern. Das Gebilde ist in mehrere voneinander verschiedene Raumformen bringbar.The invention relates to a stereometric structure, in particular a stereometric toy, with a chain that can be closed or closed to form a ring of articulated polyhedra. The structure can be brought into several different spatial forms.
Ein solches Stereometriespielzeug ist aus "Paul Schatz, Rhythmusforschung und Technik, Verlag Freies Geistesleben, 1975", bekannt.Such a stereometric toy is known from "Paul Schatz, rhythm research and technology, Verlag Freies Geistesleben, 1975".
Stereometriespielzeuge sind allgemein räumliche Spielzeuge, bei denen durch Verändern oder Variation einer Mehrzahl von körperlichen Gebilden gestaltend gespielt werden kann. Ein einfaches Beispiel für ein solches Stereometriespielzeug ist der klassische Holzbaukasten. Besonders attraktive derartige Stereometriespielzeuge sind aus Naef AG, "naef collection", 1995, bekannt.Stereometric toys are generally spatial toys, in which play can be played by changing or varying a plurality of physical structures. A simple example of such a stereometric toy is the classic wooden construction kit. Particularly attractive stereometric toys of this type are known from Naef AG, "naef collection", 1995.
Aus der DE 90 16 309 U1 ist weiterhin ein aus mehreren Elementen bestehendes räumliches Logikspielzeug bekannt. Das Logikspielzeug besteht aus einzelnen, an Kontaktflächen aneinander befestigbaren Spielzeugelementen, die ein imaginäres Gitterwerk in der Form eines regelmäßigen oder halb-regelmäßigen Körpers bilden können. Dieses Spielzeug bildet jedoch keine geschlossene Einheit, so daß die Gefahr besteht, daß einzelne Elemente verlorengehen können.From DE 90 16 309 U1 a spatial logic toy consisting of several elements is also known. The logic toy consists of individual toy elements that can be attached to one another at contact surfaces and which can form an imaginary lattice work in the form of a regular or semi-regular body. However, this toy does not form a closed unit, so that there is a risk that individual elements can be lost.
Aus "Doris Schattschneider und Wallis Walker, M.G. Escher Kaleidozyklen, TACO Verlagsgesellschaft und Agentur mbH, 1987", sind dreidimensionale Ringe aus Tetraedern (sogenannte Kaleidozyklen) bekannt. Mehrere identische Tetraeder werden zu einer Kette zusammengefügt, indem man jeweils zwei Tetraeder flexibel an einer Kante verbindet. Sobald diese Kette lang genug ist, läßt sie sich zu einem geschlossenen Kreis zusammenfügen. Wegen der flexiblen Scharniere an den Kanten kann man den Ring kontinuierlich durch sein Zentrum drehen. Diese Kaleidozyklen haben somit im wesentlichen eine Ringform, deren Gestalt im Verlaufe des Drehens durch ihr Zentrum variiert und dabei einen dem Aufgehen einer Blüte ähnlichen Eindruck vermittelt. Diese Kaleidozyklen sind daher optisch sehr ansprechend, die Freiheitsgrade bei der Handhabung beschränken sich jedoch darauf, den aus den Tetraedern gebildeten Ring entweder nach innen oder nach außen zu verdrehen.From "Doris Schattschneider and Wallis Walker, MG Escher kaleidocycles, TACO Verlagsgesellschaft and Agentur mbH, 1987", three-dimensional rings made of tetrahedra (known as kaleidocycles) are known. Several identical tetrahedra will be assembled into a chain by flexibly connecting two tetrahedra at one edge. As soon as this chain is long enough, it can be put together in a closed circle. Because of the flexible hinges on the edges, the ring can be turned continuously through its center. These kaleidocycles thus essentially have a ring shape, the shape of which varies in the course of the rotation through its center and thereby gives an impression similar to the opening of a flower. These kaleidocycles are therefore visually very appealing, but the degrees of freedom in handling are limited to rotating the ring formed from the tetrahedra either inwards or outwards.
Aus der bereits obengenannten Veröffentlichung "Paul Schatz, Rhythmusforschung und Technik, Verlag Freies Geistesleben, 1975", ist ein umstülpbarer Würfelgürtel bekannt. Der Würfelgürtel entsteht, indem einem Würfel zwei sich wechselständig durchdringende Sternkörperriegel entnommen werden. Der verbleibende Würfelgürtel besteht im wesentlichen aus sechs vierflächigen Körpern, die an jeweiligen Kanten gelenkig zu einem Ring verbunden sind. Der Würfelgürtel ist umstülpbar, so daß - ähnlich den zuvor genannten Kaleidozyklen - unterschiedliche Raumformen gebildet werden können, deren Gestalt beispielsweise einer Sternform bzw. einer Ringform ähneln. Die Reihenfolge der bei dem Umstülpvorgang erzeugten Raumformen ist zwangsläufig, so daß der Würfelgürtel als Spiel schnell uninteressant wird.A reversible cube belt is known from the above-mentioned publication "Paul Schatz, rhythm research and technology, Verlag Freies Geistesleben, 1975". The cube belt is created by taking two mutually penetrating star body bars from a cube. The remaining cube belt consists essentially of six four-sided bodies, which are connected to each other in an articulated manner to form a ring. The cube belt can be turned inside out, so that - similar to the previously mentioned kaleidocycles - different spatial shapes can be formed, the shape of which resembles, for example, a star shape or a ring shape. The order of the spatial shapes created during the inversion process is inevitable, so that the cube belt quickly becomes uninteresting as a game.
Aus "Umstülpmodelle der Platonischen Körper", herausgegeben von der Werkstatt für platonische Körper, sind weitere umstülpbare Modelle von platonischen Körpern bekannt. Diesen Modellen ist gemeinsam, daß - ähnlich dem oben beschriebenen Würfelgürtel - sich der platonische Körper aus mehreren Einzelkörpern zusammensetzt, von denen einer durch eine gelenkig miteinander verbundene Kette von Polyedern gebildet ist. Diese Kette von Polyedern kann zu einem Ring verbunden sein, der umstülpbar ist."Invertible models of the Platonic solids", published by the workshop for Platonic solids, further known reversible models of Platonic solids are known. These models have in common that - similar to the cube belt described above - the platonic body is composed of several individual bodies, one of which is formed by an articulated chain of polyhedra. This chain of polyhedra can be connected to form a ring that can be turned inside out.
Aus der GB-OS 2 108 395 ist ein Polyederring bekannt, der in seiner Grundstellung ein Würfel ist. Lediglich 6 seiner 12 Polyederkanten-Verbindungen liegen jedoch auf Würfelkanten, die anderen 6 auf Raumdiagonalen des Würfels. Ferner werden alle Flächen des Würfels von Polyeder-Flächen gebildet, die zu Polyedern gehören, die in dem Polyeder-Ring unmittelbar benachbart sind. Hierdurch entsteht in der gelösten Form ein sich weit öffnender 12-gliedriger Polyederring, der jedoch durch die wechselseitige Art der Bildung der Polyederverbindungen weniger einheitlich gestaltet ist und unter spielerischen Gesichtspunkten durch sein einfaches kinematisches Umstülpungsverhalten das Interesse nur kurze Zeit herausfordert.From GB-OS 2 108 395 a polyhedron ring is known which is a cube in its basic position. However, only 6 of its 12 polyhedron edge connections lie on cube edges, the other 6 on diagonals of the cube. Furthermore, all surfaces of the cube are formed by polyhedron surfaces that belong to polyhedra that are immediately adjacent in the polyhedron ring. This results in a loosened form of a wide-opening 12-membered polyhedron ring, which, however, is designed less uniformly due to the mutual nature of the formation of the polyhedron compounds and, from a playful point of view, only challenges the interest for a short time due to its simple kinematic inversion behavior.
Aus der GB-OS 2 111 395 ist ein weiterer Würfel bekannt, der Umstülpungseigenschaften besitzt. Der Umstülpungsvorgang ist jedoch durch die Wahl der Bewegungsachsen zwischen den Polyedern völlig festgelegt, so daß sich ebenfalls kein längerfristig interessantes Spiel aus dieser Gestaltung ergibt. Ferner kann der Würfel nur zu einem Ring mit einer sehr kleinen Öffnung geöffnet werden.Another cube is known from GB-OS 2 111 395, which has inverted properties. The inversion process is, however, completely determined by the choice of the axes of movement between the polyhedra, so that there is also no longer-term interesting game from this design. Furthermore, the cube can only be opened to a ring with a very small opening.
Schließlich umfassen die Stereometriespielzeuge auch die bekannten Logikspielzeuge wie den Rubik-Würfel, der mehrere Elemente aufweist, die zwar zu einer geschlossenen Anordnung verbunden sind, ihre relativen Positionen untereinander jedoch ändern können. Die Logikaufgabe bei diesem Spielzeug besteht darin, die Elemente in eine vorbestimmte regelmäßige Anordnung zu bringen, die beispielsweise durch die Farbgestaltung vorgegeben sein kann.Finally, the stereometric toys also include the well-known logic toys, such as the Rubik's cube, which has several elements which, although connected to form a closed arrangement, can change their relative positions to one another. The logic task with this toy is to bring the elements into a predetermined regular arrangement, which can be predetermined, for example, by the color scheme.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Stereometriegebilde, insbesondere Stereometriespielzeug zu schaffen.Starting from this prior art, it is the object of the present invention to create an improved stereometric structure, in particular stereometric toys.
Nach einem ersten Vorschlag wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Wenigstens eine der Raumformen, in die das Stereometriegebilde bzw. Stereometriespielzeug bringbar ist, ist ein regelmäßiger Körper, dessen Flächen aus jeweils einer Fläche eines Polyeders gebildet sind, und zwar aus einer ungeteilten Fläche des Polyeders.According to a first proposal, this object is achieved by the features of
Nach einem weiteren Vorschlag, für den selbständig Schutz beansprucht wird, wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 2 gelöst. Wenigstens eine der Raumformen, in die das Gebilde bringbar ist, ist ein regelmäßiger Körper, nämlich ein Würfel, dessen Flächen aus jeweils einer Fläche mehrerer Polyeder gebildet sind. Wenigstens eine Fläche des regelmäßigen Körpers, also des Würfels, ist von Polyeder-Flächen gebildet, die zu Polyedern gehören, die in der Polyeder-Kette bzw. in dem Polyeder-Ring nicht unmittelbar benachbart sind. Wenigstens eine weitere der Raumformen, in die das Gebilde bringbar ist, ist ein Ring, durch den ein in der Grundstellung befindlicher Würfel gleicher Größe hindurchbewegbar ist. Diese weitere Raumform kann als geöffnete Stellung bezeichnet werden. Wenn sich das Gebilde in dieser geöffneten Stellung befindet, kann ein aus Polyedern gleicher Größe hergestelltes Gebilde, das sich in der Grundstellung befindet, durch das in der geöffneten Stellung befindliche Gebilde hindurchbewegt werden. Dies gilt zumindest im mathematischen Sinn, also für Stereometriegebilde, die aus Ecken, Kanten und Flächen mit mathematisch infinitesimal kleiner Ausdehnung hergestellt sind. Bei der praktischen Ausführung kann es dann aufgrund der Ausdehnung der Ecken, Kanten und Flächen sein, daß die beschriebene Hindurchbewegung nicht möglich ist.According to a further proposal, for which protection is claimed independently, the object on which the invention is based is achieved by the features of
Nach einem weiteren Vorschlag, für den selbständig Schutz beansprucht wird, wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 3 gelöst. Wenigstens eine der Raumformen, in die das Gebilde bringbar ist, ist ein regelmäßiger Körper, der von einem Würfel verschieden ist und dessen Flächen aus jeweils einer Fläche mehrerer Polyeder gebildet sind.According to a further proposal, for which protection is claimed independently, the object on which the invention is based is achieved by the features of
Die erfindungsgemäßen Stereometriegebilde können in eine erste Gruppe, bei der die Flächen des regelmäßigen Körpers ungeteilt sind, und in eine zweite Gruppe unterteilt werden, bei der die Flächen des regelmäßigen Körpers geteilt sind. Die Lösung nach Anspruch 1 betrifft die erste Gruppe, die Lösung nach den Ansprüchen 2 und 3 die zweite Gruppe. Die zweite Gruppe kann ihrerseits unterteilt werden in eine erste Untergruppe, bei der der regelmäßige Körper ein Würfel ist, und in eine zweite Untergruppe, die regelmäßige Körper umfaßt, die von einem Würfel verschieden sind. Die erste Untergruppe ist Gegenstand des Anspruchs 2, die zweite Untergruppe ist Gegenstand des Anspruchs 3.The stereometric structures according to the invention can be divided into a first group, in which the surfaces of the regular body are undivided, and a second group, in which the surfaces of the regular body are divided. The solution according to
Ein Stereometriespielzeug nach den erfindungsgemäßen Vorschlägen regt den Formensinn an. Es trainiert darüber hinaus die Logikfähigkeiten des Spielenden. Ferner ist es vom Erscheinungsbild her besonders ansprechend.A stereometric toy according to the proposals according to the invention stimulates the sense of form. It also trains the player's logic skills. It is also particularly appealing in appearance.
Die Kette bzw. der Ring von gelenkig miteinander verbundenen Polyedern ist so gebildet, daß die Polyeder zumindest in einer der aus ihnen bildbaren Raumformen, die als "Grundstellung" bezeichnet werden kann, einen vollständigen regelmäßigen Körper darstellen. "Vollständig" ist in diesem Zusammenhang so zu verstehen, daß sämtliche Oberflächen des regelmäßigen Körpers durch Flächen der Polyeder gebildet sind, wobei die Flächen des regelmäßigen Körpers ein- oder mehrfach unterteilt sein können.The chain or ring of articulated polyhedra is formed in such a way that the polyhedra represent a complete regular body in at least one of the spatial shapes that can be formed from them, which can be referred to as the "basic position". In this context, “complete” is to be understood to mean that all surfaces of the regular body are formed by surfaces of the polyhedra, it being possible for the surfaces of the regular body to be divided one or more times.
Das erfindungsgemäße Stereometriespielzeug nimmt somit in dieser Grundstellung eine besonders ansprechende Form ein, da die regelmäßigen Körper durch ihren hohen Grad an Regelmäßigkeit ein besonders schönes Erscheinungsbild vermitteln.In this basic position, the stereometric toy according to the invention thus assumes a particularly appealing form, since the regular bodies convey a particularly beautiful appearance due to their high degree of regularity.
Entscheidend ist, daß die Grundstellung durch eine einzelne geschlossene Anordnung, also eine Kette bzw. einen Ring von Polyedern, gebildet werden kann. Daher können keine Teile verloren gehen. Unter einem vollständigen regelmäßigen Körper sind auch Abwandlungen eines solchen zu verstehen. Beispielsweise können die Oberflächen reliefartig statt glatt oder unvollkommen (z.B. mit abgeschnittenen Ecken oder mit Löchern in der Mitte) ausgebildet sein. Schließlich können die Einzelflächen auch durch Drahtrahmen gebildet sein, so daß insgesamt ein Drahtgebilde entsteht.It is crucial that the basic position can be formed by a single closed arrangement, ie a chain or a ring of polyhedra. Therefore, no parts can be lost. Under a full regular body modifications of such are also to be understood. For example, the surfaces can be designed in relief rather than smooth or imperfect (for example with cut corners or with holes in the middle). Finally, the individual surfaces can also be formed by wire frames, so that a wire structure is formed overall.
Entscheidend für die Zugehörigkeit zu der Erfindung ist also die Beziehung einer Gestaltung zur geometrischen Form und die Abfolge bestimmter Verbindungen der Polyeder, die der Gestaltung zugrundeliegen, nicht jedoch die endgültige Ausgestaltung und der Zweck, den die Gestaltungen erfüllen sollen (z.B. als Werbeträger, als Baukasten, als Lampengestaltung).Decisive for belonging to the invention is therefore the relationship of a design to the geometric shape and the sequence of certain connections of the polyhedra on which the design is based, but not the final design and the purpose which the designs are intended to fulfill (e.g. as an advertising medium, as a kit) , as lamp design).
Unter regelmäßigen Körpern sind im vorliegenden Zusammenhang alle platonischen Körper und archimedischen Körper sowie das Rhombendodekaeder und der Rhombendreißigflächner zu verstehen. Bei diesen Körpern sind die Kanten alle gleich lang.In the present context, regular bodies are understood to mean all Platonic bodies and Archimedean bodies, as well as the rhombic dodecahedron and the rhombic thirty-surface. The edges of these bodies are all the same length.
Platonische Körper sind bekannterweise das Tetraeder, der Würfel, das Oktaeder, das Ikosaeder und das Dodekaeder. Bekannte Beispiele von archimedischen Körpern sind der Würfelstumpf, das Kuboktaeder, der Oktaederstumpf, der Dodekaederstumpf, das Ikosidodekaeder, der Ikosaederstumpf und Tetraederstumpf (vgl. beispielsweise die Veröffentlichung "Platonische und archimedische Körper, ihre Sternformen und polaren Gebilde", Paul Adam/Arnold Wyss, Verlag Freies Geistesleben, 1984).Platonic bodies are known to be the tetrahedron, the cube, the octahedron, the icosahedron and the dodecahedron. Known examples of Archimedean bodies are the cube stump, the cuboctahedron, the octahedron stump, the dodecahedron stump, the icosidodecahedron, the icosahedron stump and tetrahedron stump (cf. for example the publication "Platonic and Archimedean Bodies, their Star Shapes and Polar Formations", Paul Adam / Arnold Wyss, Verlag Freies Geistesleben, 1984).
Wenn die Polyeder aus der Grundstellung des regelmäßigen Körpers gelöst werden, entsteht in aller Regel eine den Eindruck hoher Unregelmäßigkeit erweckende Kette bzw. ein Ring, die nicht vermuten lassen, daß sie wieder zu einem platonischen oder archimedischen Körper zusammengesetzt werden können. Für diesen umgekehrten Schritt ist, abhängig von der Anzahl der Polyeder, ein hohes Maß an Geschicklichkeit, logischem Verständnis und beweglichem Denken notwendig, so daß diese Fähigkeiten beim Spielen mit dem erfindungsgemäßen Stereometriespielzeug gefördert werden.If the polyhedra are detached from the basic position of the regular body, a chain or ring that gives the impression of a high degree of irregularity generally arises, which does not suggest that they can be put together again to form a Platonic or Archimedean body. For this reverse Step, depending on the number of polyhedra, requires a high degree of skill, logical understanding and flexible thinking, so that these skills are promoted when playing with the stereometric toy according to the invention.
Zusammenfassend regt das erfindungsgemäße Stereometriespielzeug nicht nur den Sinn für schöne (geometrische) Formen an, sondern trainiert darüber hinaus unwillkürlich die Beweglichkeit im Denken bei dem Spielenden, wobei es die Urteilsbildung aus der Anschauung heraus besonders fördert. Das Spielzeug ist vom Erscheinungsbild her ansprechend und bleibt über längere Zeit interessant.In summary, the stereometric toy according to the invention not only stimulates the sense of beautiful (geometric) shapes, but also involuntarily trains the agility of thinking in the player, whereby it particularly promotes judgment formation from the point of view. The appearance of the toy is appealing and remains interesting for a long time.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.Advantageous further developments are described in the subclaims.
Vorzugsweise sind die Polyeder untereinander gleich und/oder spiegelbildlich gleich. Die Polyeder haben also jeweils die gleiche oder dazu spiegelbildlich gleiche Form. Ähnlich den Kaleidozyklen, bei denen ein Ring aus einer Vielzahl von Tetraedern gebildet ist, wird durch diese Regelmäßigkeit zunächst einmal auch außerhalb der Grundstellung ein ästhetisch ansprechender Eindruck entwickelt. Darüber hinaus ergeben sich hierdurch aber auch höhrere Anforderungen an die logischen Fähigkeiten zum Erzeugen der Grundstellung, da kein Bezug auf unterschiedliche Größen oder Formen genommen werden kann. Schließlich ergibt sich durch die Gleichförmigkeit der Vielzahl von Polyedern auch, daß diese in ihrer Grundstellung den regelmäßigen Körper zumindest vom äußeren Erscheinungsbild her symmetrisch aufteilen, so daß die die Logikfähigkeiten fördernde Verwirrung noch gesteigert wird, wenn die Grundstellung aufgelöst wird. Das ästhetische Erscheinungsbild wirkt besonders vorteilhaft.The polyhedra are preferably identical to one another and / or mirror-image identical. The polyhedra therefore each have the same or, in mirror image, the same shape. Similar to the kaleidocycles, in which a ring is formed from a multiplicity of tetrahedra, this regularity initially creates an aesthetically pleasing impression even outside the basic position. In addition, however, this also places higher demands on the logical skills for generating the basic position, since no reference can be made to different sizes or shapes. Finally, the uniformity of the large number of polyhedra also means that, in their basic position, they divide the regular body symmetrically, at least in terms of their external appearance, so that the confusion which promotes logic skills is further increased when the basic position is dissolved. The aesthetic appearance is particularly advantageous.
Es ist weiterhin von Vorteil, wenn die Polyeder an jeweiligen Kanten untereinander gelenkig verbunden sind. Zwar ist es auch denkbar, die Verbindung beispielsweise an Ecken der Polyeder durchzuführen, was gegebenenfalls die Beweglichkeit und Komplexität des Spielzeuges noch steigern würde. Die Verbindung an Kanten hat jedoch die Vorteile einer besonders einfachen Herstellbarkeit und Handhabbarkeit und erzeugt eine größere Regelhaftigkeit im Umgang mit dem Spielzeug.It is also advantageous if the polyhedra are articulated to one another at respective edges. It is also conceivable, for example, the connection at corners of the polyhedra, which would possibly increase the mobility and complexity of the toy. The connection at edges, however, has the advantages of particularly simple manufacture and handling and produces greater regularity in handling the toy.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist jeder Polyeder an zwei unterschiedlichen Kanten mit jeweils einem weiteren Polyeder verbunden. Hierdurch wird auf besonders einfache Weise die gewünschte Kettenstruktur bzw. Ringstruktur erreicht. In Einzelfällen kann ein Polyeder auch an drei Kanten mit weiteren Polyedern verbunden sein.According to a preferred embodiment, each polyhedron is connected to another polyhedron at two different edges. As a result, the desired chain structure or ring structure is achieved in a particularly simple manner. In individual cases, a polyhedron can also be connected to other polyhedra at three edges.
Eine weitere vorteilhafte Auführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß in der Grundstellung alle diejenigen Verbindungen der im Polyederring bzw. in der Polyederkette unmittelbar benachtbarten Polyeder auf Kanten des regelmäßigen Körpers liegen, die solche benachbarten Polyeder verbinden, die Flächen haben, welche in der Grundstellung des Stereometriegebildes auf verschiedenen Flächen des regelmäßigen Körpers liegen. Hierdurch kann erreicht werden, daß der Polyeder-Ring zu einer Hohlform umstülpbar ist. Gleichzeitig wird dadurch die erste notwendige Grundbedingung beschrieben für alle diejenigen Formen, die vollständig umstülpbar sein sollen. Die zweite Grundbedingung für eine derartige vollständige Umstülpbarkeit ist, daß das Stereometriegebilde aus mindestens zwölf Polyedern bestehen muß. Eine dritte Grundbedingung für die vollständige Umstülpbarkeit ist, daß die Flächen des regelmäßigen Körpers immer zumindest zweigeteilt sein müssen. Die Erfüllung aller drei genannten Bedingungen ist aber keine Gewähr für eine tatsächliche Umstülpbarkeit.A further advantageous embodiment is characterized in that, in the basic position, all those connections of the polyhedra immediately adjacent in the polyhedron ring or in the polyhedron chain lie on edges of the regular body which connect such adjacent polyhedra which have surfaces which are in the basic position of the stereometric structure different areas of the regular body. In this way it can be achieved that the polyhedron ring can be turned into a hollow shape. At the same time, this describes the first necessary basic condition for all those forms that are to be completely reversible. The second basic requirement for such complete reversibility is that the stereometric structure must consist of at least twelve polyhedra. A third basic condition for complete reversibility is that the surfaces of the regular body must always be divided into at least two. The fulfillment of all three mentioned conditions is however no guarantee for an actual reversibility.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Grundstellung ein Würfel ist und daß mindestens zwölf Polyeder-Verbindungskanten auf Kanten des Würfels liegen. Der regelmäßige Körper ist also ein platonischer Körper, nämlich ein Würfel, der aus einer Polyeder-Kette gebildet wird, in der mindestens zwölf Verbindungen der Polyeder untereinander in der Grundstellung auf den zwölf Würfelkanten zu liegen kommen. Im Gegensatz hierzu ist bei der vorbekannten Ausgestaltung nach GB-OS 2 108 395 die Anordnung derart getroffen, daß lediglich sechs Polyeder-Verbindungen auf Würfelkanten liegen.Another advantageous development is characterized in that the basic position is a cube and that at least twelve polyhedron connecting edges lie on edges of the cube. So the regular body is a platonic body, namely a cube that is formed from a polyhedron chain, in which at least twelve connections of the polyhedra come to rest in the basic position on the twelve cube edges. In contrast to this, in the known design according to GB-
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform füllen die Polyeder in der Grundstellung den regelmäßigen Körper teilweise aus.According to a further preferred embodiment, the polyhedra partially fill the regular body in the basic position.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, daß in dem regelmäßigen Körper ein Hohlraum in Form eines regelmäßigen Körpers entsteht.Another advantageous development is characterized in that a cavity in the form of a regular body is formed in the regular body.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform füllen die Polyeder den regelmäßigen Körper in der Grundstellung vollständig aus. Über das erfindungsgemäße Merkmal hinaus, daß in der Grundstellung die Flächen des regelmäßigen Körpers durch die Polyeder vollständig gebildet sind, ergibt sich hierdurch der Eindruck eines besonders kompakten Spielzeuges, wobei es gleichsam überraschend anmutet, daß diese kompakte Anordnung aus Polyedern aus der regelmäßigen Grundstellung in ein weitgehend unregelmäßiges Gebilde aufgelöst werden kann und umgekehrt. Als Abwandlung ist es möglich, im Inneren des regelmäßigen Körpers einen Hohlraum zu bilden, der wiederum regelmäßig sein kann. Durch diese Maßnahme können mehrere erfindungsgemäße Spielzeuge ineinander verschachtelt werden. Ferner kann bei entsprechender Hohlraumbildung ein Würfel in ein Pentagondodekaeder umgestülpt werden.According to a further preferred embodiment, the polyhedra completely fill the regular body in the basic position. In addition to the feature according to the invention that the surfaces of the regular body are completely formed by the polyhedra in the basic position, this gives the impression of a particularly compact toy, although it seems surprising that this compact arrangement of polyhedra from the regular basic position into one largely irregular structure can be resolved and vice versa. As a modification, it is possible to form a cavity inside the regular body, which in turn can be regular. This measure allows several toys according to the invention to be nested one inside the other. In addition, with appropriate cavity formation, a cube can be turned inside out into a pentagon dodecahedron.
Weiterhin ist es von besonderem Vorzug, wenn eine Ecke jedes Polyeders im Mittelpunkt des regelmäßigen Körpers liegt. Hierdurch ergibt sich in aller Regel, daß die Polyeder in der Grundstellung mittelpunktsymmetrisch zu dem regelmäßigen Körper angeordnet sind. Dies bedeutet, daß der Eindruck von Symmetrie und Harmonie in der Grundstellung weiter erhöht wird, was die Diskrepanz zwischen Grundstellung und der unregelmäßig erscheinenden aufgelösten Kettenform bzw. Ringform noch größer erscheinen läßt.Furthermore, it is particularly advantageous if a corner of each polyhedron lies in the center of the regular body. This usually results in the polyhedra being arranged in the basic position symmetrically with respect to the regular body. This means that the impression of symmetry and harmony in the basic position is further increased, which makes the discrepancy between the basic position and the irregularly appearing broken chain or ring shape appear even larger.
Die Polyeder können zu einem Ring verbunden sein. Hierdurch bleibt die Kompaktheit des erfindungsgemäßen Spielzeugs auch in dem von der Grundstellung gelösten Zustand erhalten. Dabei ist es auch möglich, die Polyeder zu mehreren, untereinander verbundenen Ringen zu verbinden.The polyhedra can be connected to form a ring. As a result, the compactness of the toy according to the invention is retained even in the state released from the basic position. It is also possible to connect the polyhedra to several rings that are connected to each other.
Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist der Ring umstülpbar. Durch geschicktes Legen der Verbindungen der Polyeder untereinander ist es möglich, den Ring umstülpbar zu gestalten. Dies bedeutet, daß der aus den Polyedern gebildete Ring in dem von der Grundstellung gelösten Zustand drehbar ist. Der Ring kann teilweise oder vollständig umstülpbar sein. Bei vollständiger Umstülpbarkeit läßt sich der Ring um 360° "durchdrehen". Dabei ist es besonders vorteilhaft, daß sich zumindest einige der realisierbaren erfindungsgemäßen Stereometriespielzeuge ausgehend von einem bestimmten Umstülpzustand "ausstülpen" lassen. Zum Beispiel kann aus einem Würfel ein Rhombendodekaeder erzeugt werden, dessen Kantenlängen der halben Raumdiagonale des Würfels entsprechen. Die Grundstellung ist in der Regel nur von einem bestimmten Rotationszustand ausgehend wiederherstellbar. Dies erhöht die Anforderungen an die logischen Fähigkeiten des Spielenden, und trägt somit dazu bei, daß das Spielzeug - in diesem Zusammenhang ähnlich dem Rubik-Würfel - über eine lange Zeit interessant bleibt.According to a further advantageous development, the ring can be turned inside out. By cleverly laying the connections between the polyhedra, it is possible to make the ring evertable. This means that the ring formed from the polyhedra can be rotated in the state released from the basic position. The ring can be partially or completely inverted. When completely reversible, the ring can be "rotated" by 360 °. It is particularly advantageous here that at least some of the realizable stereometric toys according to the invention can be "turned out" based on a certain inverted state. For example, a rhombic dodecahedron can be created from a cube, the edge lengths of which correspond to half the space diagonal of the cube. The basic position can usually only be restored from a certain rotational state. This increases the demands on the logical abilities of the player, and thus contributes to the fact that the toy - in this context, similar to the Rubik cube - remains interesting for a long time.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der regelmäßige Körper ein Würfel mit Ecken A, B, C, D, E, F, G, H und einem Mittelpunk O, wobei der Würfel bildbar ist durch eine Kette bzw. einen Ring von Polyedern EFHO, BEFO, BFGO, FGHO, CHGO, CBGO, BCDO, CDHO, DAHO, ABDO, ABEO, AEHO, die jeweils verbunden sind über ihre Kanten EF, BF, FG, GH, CG, BC, CD, DH, AD, AB, AE, EH.According to a preferred embodiment, the regular body is a cube with corners A, B, C, D, E, F, G, H and a center point O, the cube being formed by a chain or ring of polyhedra EFHO, BEFO, BFGO, FGHO, CHGO, CBGO, BCDO, CDHO, DAHO, ABDO, ABEO, AEHO, which are each connected via their edges EF, BF, FG, GH, CG, BC, CD, DH, AD, AB, AE, EH .
In der Grundstellung ist diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stereometriegebildes bzw. Stereometriespielzeugs ein Würfel, dessen Seitenflächen diagonal geteilt sind und dessen Polyederverbindungen alle auf Würfelkanten zu liegen kommen. Der sich hierdurch bildende Polyederring ist vollständig umstülpbar. Besonders interessant an dieser Ausführungsform ist es, daß sich mit dem Polyederring durch ein kompliziertes Rotationsverfahren ein Rhombendodekaeder oder bei entsprechender Hohlraumbildung im Würfelinnern nach dessen Umstülpung auch ein Pentagondodekaeder bilden läßt, der im Inneren hohl ist. Der im Inneren gebildete Hohlraum ist würfelförmig mit den gleichen Abmessungen wie der Würfel in der Grundstellung. Durch Einführung einer Gliederung durch die 2. Würfelseitendiagonale läßt sich diese Ausführungsform in ein 24-polyedriges Gebilde verwandeln. Die zusätzlichen Verbindungskanten liegen alle beispielsweise auf den durch den Mittelpunkt O gehenden Raumdiagonalen.In the basic position, this embodiment of the stereometric structure or stereometric toy according to the invention is a cube, the side surfaces of which are divided diagonally and the polyhedron connections all lie on cube edges. The resulting polyhedron ring can be turned inside out. It is particularly interesting in this embodiment that a rhombic dodecahedron can be formed with the polyhedron ring by a complicated rotation process or, if there is a corresponding cavity formation in the interior of the cube, a pentagon dodecahedron can also be formed after its inversion, which is hollow on the inside. The cavity formed inside is cube-shaped with the same dimensions as the cube in the basic position. This embodiment can be transformed into a 24-polyhedral structure by introducing a division by the second cube side diagonal. The additional connecting edges all lie, for example, on the space diagonals going through the center O.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der regelmäßige Körper ein Oktaeder mit Ecken A, B, C, D, E, F und einem Mittelpunkt O, wobei das Oktaeder gebildet ist durch eine Kette bzw. einen Ring von Polyedern ABCO, BCFO, BEFO, DEFO, CDFO, ACDO, ADEO, ABEO, die jeweils verbunden sind über ihre Kanten CO, BF, EO, DF, CO, AD, EO, AB.According to a further preferred embodiment, the regular body is an octahedron with corners A, B, C, D, E, F and a center O, the octahedron being formed by a chain or a ring of polyhedra ABCO, BCFO, BEFO, DEFO , CDFO, ACDO, ADEO, ABEO, which are each connected via their edges CO, BF, EO, DF, CO, AD, EO, AB.
Diese Ausführungsform ist optisch besonders ansprechend, da in der Grundstellung die Flächen des Oktaeders nicht unterteilt sind. Allerdings ist der Polyederring nicht vollständig umstülpbar, so daß die Variabilität dieses Spielzeuges gegenüber den anderen erfindungsgemäßen Ausführungsformen zurückbleibt.This embodiment is particularly visually appealing since the surfaces of the octahedron are not subdivided in the basic position. However, the polyhedron ring is not completely invertible, so that the variability of this toy compared to the other embodiments of the invention remains.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der regelmäßige Körper ein Oktaeder mit Ecken A, B, C, D, E, F und einem Mittelpunkt O, wobei die Kanten BC, CD, ED, EB jeweils einen Mittelpunkt G, H, I, K haben, und wobei das Oktaeder gebildet ist durch eine Kette bzw. einen Ring von Polyedern ABGO, AGCO, GCFO, CHFO, ACHO, AHDO, DFHO, EFKO, AEKO, AEIO, EFIO, DFIO, ADIO, ABKO, BFKO, BFGO, die jeweils verbunden sind über ihre Kanden AO, GC, OF, CH, AO, HD, OF, DI, AO, EI, FO, KE, AO, BK, FO, BG. Alternativ können auch die Kantenverbindungen AO, GC, FC, CH, AO, HD, FD, DI, AO, EI, FE, KE, AO, BK, BF, BG gebildet werden, wodurch das Oktaeder vollständig umstülpbar ist.According to a further preferred embodiment, the regular body is an octahedron with corners A, B, C, D, E, F and a center O, the edges BC, CD, ED, EB each having a center G, H, I, K. , and where the octahedron is formed is by a chain or ring of polyhedra ABGO, AGCO, GCFO, CHFO, ACHO, AHDO, DFHO, EFKO, AEKO, AEIO, EFIO, DFIO, ADIO, ABKO, BFKO, BFGO, which are each connected via their edges AO , GC, OF, CH, AO, HD, OF, DI, AO, EI, FO, KE, AO, BK, FO, BG. Alternatively, the edge connections AO, GC, FC, CH, AO, HD, FD, DI, AO, EI, FE, KE, AO, BK, BF, BG can be formed, so that the octahedron can be turned inside out.
Diese Ausführungsformen weisen mit ihren 16 Polyedern bereits eine verwirrende Vielfalt von Spielmöglichkeiten auf, sobald man die Grundstellung verläßt. Auch ist das Wiederherstellen der Grundstellung für einen ungeübten Spielenden nicht ohne weiteres zu bewerkstelligen.With their 16 polyhedra, these embodiments already have a confusing variety of play options as soon as you leave the basic position. Also, restoring the basic position for an inexperienced player is not easy to accomplish.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der regelmäßige Körper ein Tetraeder mit Ecken A, B, C, D und einem Mittelpunkt O, wobei die Flächen ABC, ACD, BCD, ABD einen jeweiligen Mittelpunkt E, F, G, H haben, und wobei der Tetraeder gebildet ist durch eine Kette bzw. einen Ring von Polyedern BAEO, BECO, AECO, ACFO, CFDO, DFAO, CGDO, CGBO, DGBO, DHBO, BHAO, AHDO, die jeweils verbunden sind über ihre Kanten CO, AO, AD, DO, BO, AB, AO, CO, CB, BO, DO, DC.According to a further preferred embodiment, the regular body is a tetrahedron with corners A, B, C, D and a center O, the surfaces ABC, ACD, BCD, ABD having a respective center E, F, G, H, and wherein the Tetrahedron is formed by a chain or ring of polyhedra BAEO, BECO, AECO, ACFO, CFDO, DFAO, CGDO, CGBO, DGBO, DHBO, BHAO, AHDO, which are each connected via their edges CO, AO, AD, DO , BO, AB, AO, CO, CB, BO, DO, DC.
Der Polyederring ist halb umstülpbar, wobei die zwölf Polyeder mit deutlicher Variabilität gehandhabt werden können. Durch eine weitere regelmäßige Aufteilung der Tetraederflächen z.B. durch Zergliederung der beschriebenen Polyeder kann hier auch eine weitere Umstülpbarkeit erreicht werden. Der beschriebene Polyederring ist als eine Basis solcher Gestaltungen selbst halb umstülpbar, wobei die 12 Polyeder dennoch mit deutlicher Variabilität gehandhabt werden können. Es versteht sich, daß Polyederringe, die durch eine weitere Zergliederung der Tetraederfläche entstehen, nicht deshalb den Rahmen der Erfindung verlassen.The polyhedron ring is half turnable, whereby the twelve polyhedra can be handled with considerable variability. By a further regular division of the tetrahedron surfaces, for example by dividing the polyhedra described, a further reversibility can also be achieved here. The described polyhedron ring itself can be turned inside out as a basis for such designs, although the 12 polyhedra can nevertheless be handled with considerable variability. It goes without saying that polyhedron rings which result from a further division of the tetrahedral surface do not therefore leave the scope of the invention.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der regelmäßige Körper ein Tetraeder mit Ecken A, B, C, D und einem Mittelpunkt O, wobei die Kanten AB, AC, AD, BC, CD, DB jeweils einen Mittelpunkt Ox, N, M, I, K, L haben und wobei die Flächen ABC, ACD, BCD, ABD jeweils einen Mittelpunkt E, F, G, H haben, und wobei der Tetraeder gebildet ist durch eine Kette bzw. einen Ring von Polyedern BIOxEO, CNIEO, AOxNEO, ANMFO, CNKFO, DKMFO, BILGO, CIKGO, DKLGO, AOxMHO, BOxLHO, DLMHO, die jeweils verbunden sind über ihre Kanten AN, MO, KO, CK, IO, LO, LD, MO, OxO, BOx, IO, NO.According to a further preferred embodiment, the regular body is a tetrahedron with corners A, B, C, D and a center O, the edges AB, AC, AD, BC, CD, DB each having a center O x , N, M, I , K, L and where the surfaces ABC, ACD, BCD, ABD each have a center E, F, G, H, and wherein the tetrahedron is formed by a chain or a ring of polyhedra BIO x EO, CNIEO, AO x NEO, ANMFO, CNKFO, DKMFO, BILGO, CIKGO, DKLGO, AO x MHO, BO x LHO, DLMHO, which are each connected via their edges AN, MO, KO, CK, IO, LO, LD, MO, O x O, BO x , IO, NO.
Auch diese Ausführungsform ist in ihrer Grundstellung optisch besonders ansprechend. Der Ring ist vollständig umstülpbar. Es besteht eine erstaunliche Variabilität des Polyederringes. Sein Zurückführen in die Grundstellung ist unerwartet schwierig.This embodiment is also visually particularly appealing in its basic position. The ring can be turned inside out. There is an amazing variability in the polyhedron ring. It is unexpectedly difficult to return to the basic position.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der regelmäßige Körper ein Dodekaeder, der durch eine Kette bzw. einen Ring von zwölf Polyedern gebildet ist, die jeweils gebildet sind durch eines der zwölf Fünfecke auf der Oberfläche des Dodekaeders und die durch die Verbindung der Ecken dieses Fünfeckes mit dem Mittelpunkt O des Dodekaeders gebildeten Flächen, und wobei die Polyeder jeweils verbunden sind über Seitenkanten ihrer Fünfeckflächen.According to a further preferred embodiment, the regular body is a dodecahedron which is formed by a chain or a ring of twelve polyhedra, which are each formed by one of the twelve pentagons on the surface of the dodecahedron and by the connection of the corners of this pentagon to the center O of the dodecahedron formed surfaces, and wherein the polyhedra are each connected via side edges of their pentagonal surfaces.
Dabei ist es von Vorzug, wenn die Ecken A-I, K-N, Ox, P-U des Dodekaeders Fünfecke BKLME, MEFNS, NSUTOx, NOxGCF, FCABE, ACGHD, HGPTOx, PHDIQ, DIKBA, IKLRQ, QRUTP, RUSML auf dessen Oberfläche beschreiben, die jeweils verbunden sind über ihre Kanten ME, SN, NOx, FC, AC, HG, PH, DI, IK, QR, RU, LM.It is preferable if the corners AI, KN, O x , PU of the dodecahedron pentagons BKLME, MEFNS, NSUTO x , NO x GCF, FCABE, ACGHD, HGPTO x , PHDIQ, DIKBA, IKLRQ, QRUTP, RUSML on its surface describe, which are each connected via their edges ME, SN, NO x , FC, AC, HG, PH, DI, IK, QR, RU, LM.
Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform beschreiben die Ecken A-I, K-N, Ox, P-U des Dodekaeders Fünfecke BEMLK, BEFCA, BADIK, KIQRL, QRUTP, QPHDI, PHGOxT, HGCAD, GCFNOx, OxNSUT, SURLM, SMEFN auf dessen Oberfläche, die jeweils verbunden sind über ihre Kanten BE, BA, KI, QR, QP, PH, HG, GC, OxN, SU, SM, ME.According to an alternative preferred embodiment, the corners describe AI, KN, O x , PU of the dodecahedron pentagons BEMLK, BEFCA, BADIK, KIQRL, QRUTP, QPHDI, PHGO x T, HGCAD, GCFNO x , O x NSUT, SURLM, SMEFN on its surface , which are connected by their edges BE, BA, KI, QR, QP, PH, HG, GC, O x N, SU, SM, ME.
Die beiden alternativen Ausführungsformen des Dodekaeders beschreiben alternative Verkettungen derselben Polygontypen, aus denen das Dodekaeder gebildet wird. Alle Verbindungskanten der Polyeder liegen somit auf der Oberfläche des Dodekaeders. Prinzipiell kann es auch noch weitere Polyederringe mit anderen Kantenverbindungen (z.B. einen Dodekaeder-Polyederring mit den Kanten DJ, AB, FC, CG, GH, TOx, NS, ME, KL, RL, RU, PQ) geben, die beweglich und gegebenenfalls umstülpbar sein können. Die oben beschriebenen alternativen Verkettungsvarianten zeigen jedoch eine gewisse Regelmäßigkeit und sind daher besonders bevorzugt.The two alternative embodiments of the dodecahedron describe alternative concatenations of the same polygon types from which the dodecahedron is formed. All connecting edges of the polyhedra thus lie on the surface of the dodecahedron. In principle, there can also be other polyhedron rings with other edge connections (e.g. a dodecahedron polyhedron ring with the edges DJ, AB, FC, CG, GH, TO x , NS, ME, KL, RL, RU, PQ) that are movable and possibly can be turned inside out. The alternative chaining variants described above, however, show a certain regularity and are therefore particularly preferred.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der regelmäßige Körper ein Dodekaeder mit Ecken A-I, K-N, Ox, P-U, die zwölf Fünfecke auf dessen Oberfläche begrenzen, wobei die Kanten KI, HG, EF, LM, PQ, NOx Mittelpunkte a, b, c, d, e, f haben, wobei das Dodekaeder gebildet ist durch eine Kette bzw. einen Ring von vierundzwanzig Polyedern, die jeweils gebildet sind durch die Hälfte von einem der Fünfecke, wobei die Halbierungslinie jeweils durch die Kantenmittelpunkte a-f und die gegenüberliegende Ecke des Fünfecks verläuft, und durch die durch die Verbindung der Ecken dieser Fünfeckhälfte mit dem Mittelpunkt O des Dodekaeders gebildeten Flächen.In a further preferred embodiment, the regular body is a dodecahedron with corners AI, KN, O x , PU, which delimit twelve pentagons on its surface, the edges KI, HG, EF, LM, PQ, NO x centers a, b, have c, d, e, f, the dodecahedron being formed by a chain or ring of twenty-four polyhedra, each formed by half of one of the pentagons, the bisecting line being formed by the edge centers af and the opposite corner of the Pentagon runs, and through the surfaces formed by the connection of the corners of this pentagon half with the center O of the dodecahedron.
Vorzugsweise sind die vierundzwanzig Polyeder dabei verbunden über ihre Kanten Ac, cF, FN, Nf, Uf, Oxf, OxG, Gb, Ab, Hb, HP, Pe, Ue, Qe, Ql, Ia, Aa, Ka, KL, Ld, Ud, Md, ME, Ec.The twenty-four polyhedra are preferably connected via their edges Ac, cF, FN, Nf, Uf, O x f, O x G, Gb, Ab, Hb, HP, Pe, Ue, Qe, Ql, Ia, Aa, Ka, KL, Ld, Ud, Md, ME, Ec.
In alternativer Weise sind die vierundzwanzig Polyeder verbunden über ihre Kanten AO, Fc, FN, Nf, UO, Oxf, OxG, Gb, AO, Hb, HP, Pe, UO, Qe, Ql, Ia, AO, Ka, KL, Ld, UO, Md, ME, Ec.Alternatively, the twenty-four polyhedra are connected by their edges AO, Fc, FN, Nf, UO, O x f, O x G, Gb, AO, Hb, HP, Pe, UO, Qe, Ql, Ia, AO, Ka , KL, Ld, UO, Md, ME, Ec.
Die beiden alternativen bevorzugten Ausführungsformen dieses Dodekaeder-Spielzeugtyps sind beide umstülpbar. Bei der ersten Alternative entsteht ein räumlich enger umstülpbarer Ring, der größere Geschicklichkeit und größeres räumliches Verständnis dem Spielenden abverlangt. Die zweite Alternative ergibt einen längeren Ring, der einfacher zu handhaben ist. Hier ist es leichter, neue räumliche Anordnungen zu finden.The two alternative preferred embodiments of this type of dodecahedron toy are both reversible. In the first alternative, a spatially narrower reversible ring is created, which demands greater skill and greater spatial understanding from the player. The second alternative results in a longer ring that is easier to handle. Here it is easier to find new spatial arrangements.
Generell sind diese beiden Dodekaeder-Varianten bereits relativ komplex, da insgesamt vierundzwanzig Polyeder ein hohes Maß an logischem Verständnis und geistiger Beweglichkeit voraussetzen, um vom "ungeordneten" Zustand wieder in die Grundstellung zu gelangen.In general, these two dodecahedron variants are already relatively complex, since a total of twenty-four polyhedra require a high degree of logical understanding and intellectual mobility in order to return from the "disordered" state to the basic position.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der regelmäßige Körper ein Rhombendodekaeder mit Ecken A-I, K-N, Ox, der durch einen Ring von zwölf Polyedern gebildet ist, die jeweils gebildet sind durch einen der zwölf Rhomben auf der Oberfläche des Rhombendodekaeders und die durch die Verbindung der Ecken dieser Rhomben mit dem Mittelpunkt O des Rhombendodekaeders gebildeten Flächen.According to a further preferred embodiment, the regular body is a rhombic dodecahedron with corners AI, KN, O x , which is formed by a ring of twelve polyhedra, each formed by one of the twelve rhombuses on the surface of the rhombic dodecahedron and by the connection of the Corners of these rhombi with the center O of the rhombic dodecahedron formed surfaces.
Vorzugsweise sind die Polyeder dabei verbunden über ihre Kanten FO, FL, CG, GO, GM, DH, HO, HN, EI, IO, IK, BF.The polyhedra are preferably connected via their edges FO, FL, CG, GO, GM, DH, HO, HN, EI, IO, IK, BF.
Alternativerweise ist es bevorzugt, die Polyeder über ihre Kanten EB, HI, IK, BF, FC, KL, LM, GC, DG, NM, HN, ED zu verbinden.Alternatively, it is preferred to connect the polyhedra via their edges EB, HI, IK, BF, FC, KL, LM, GC, DG, NM, HN, ED.
Obwohl es sich bei dem Rhombendodekaeder weder um einen archimedischen noch um einen platonischen Körper handelt, so handelt es sich doch um einen regelmäßigen Körper im Sinne der Erfindung. Die Kanten sind sämtlich gleich lang. Hierdurch entsteht ein optischer Eindruck großer Regelmäßigkeit.Although the rhombic dodecahedron is neither an Archimedean nor a Platonic body, it is nevertheless a regular body in the sense of the invention. The edges are all the same length. This creates a visual impression of great regularity.
Die Ringstrukturen sind in beiden Fällen weitgehend regelmäßig. Dabei handelt es sich bei der ersten Alternative um eine Ringstruktur um einen Punkt mit vierzähliger Symmetrie, bei der zweiten Alternative um eine Ringstruktur um einen Punkt mit dreizähliger Symmetrie.The ring structures are largely regular in both cases. The first alternative is a ring structure around a point with four-fold symmetry, the second alternative is a ring structure around a point with three-fold symmetry.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der regelmäßige Körper ein Ikosaeder mit Ecken A-I, K-M, die zwanzig Dreiecke auf dessen Oberfläche begrenzen, wobei die Kanten BC, CD, DE, EF, FB, GH, HI, IK, KL jeweils Mittelpunkte B', C', D', E', F', G', H', I', K', L' haben, wobei das Ikosaeder gebildet ist durch vierzig Polygone, von denen jedes gebildet ist durch die Hälfte von einem der sich auf der Oberfläche des Ikosaeders befindlichen Dreiecke und durch die durch die Verbindung der Ecken der Dreieckhälfte mit dem Mittelpunkt O des Ikosaeders entstehenden Flächen, wobei das Ikosaeder gebildet ist durch eine Kette oder einen Ring von Polyedem ACC'O, AC'DO, ADD'O, AD'EO, AEE'O, AE'FO, AFF'O, AF'BO, ABB'O, AB'CO, GBB'O, GB'CO, CGG'O, CG'HO, HCC'O, HC'DO, DHH'O, DH'IO, IDD'O, ID'EO, EII'O, EI'KO, KEE'O, KE'FO, FKK'O, FK'LO, LFF'O, LF'BO, BLL'O, BL'GO, MGG'O, MG'HO, MHH'O, MH'IO, MII'O, MI'KO, MKK'O, MK'LO, MLL'O, ML'GO.In a further preferred embodiment, the regular body is an icosahedron with corners AI, KM, which delimit twenty triangles on its surface, the edges BC, CD, DE, EF, FB, GH, HI, IK, KL each having center points B ', C ', D', E ', F', G ', H', I ', K', L ', where the icosahedron is formed by forty polygons, each of which is formed by half of one of them the surface of the icosahedron and the triangles formed by the connection of the corners of the triangle half to the center O of the icosahedron, the icosahedron being formed by a chain or ring of polyhedra ACC'O, AC'DO, ADD'O, AD'EO, AEE'O, AE'FO, AFF'O, AF'BO, ABB'O, AB'CO, GBB'O, GB'CO, CGG'O, CG'HO, HCC'O, HC ' DO, DHH'O, DH'IO, IDD'O, ID'EO, EII'O, EI'KO, KEE'O, KE'FO, FKK'O, FK'LO, LFF'O, LF'BO, BLL'O, BL'GO, MGG'O, MG'HO, MHH'O, MH'IO, MII'O, MI'KO, MKK'O, MK'LO, MLL'O, ML'GO.
Vorzugsweise sind die vierzig Polyeder dabei verbunden über ihre Kanten AO, C'D, DH, HH', MO, H'I, ID, DD', AO, D'E, EI, II', MO, I'K, KE, EE', AO, E'F, FK, KK', MO, K'L, LF, FF', AO, F'B, BL, LL', MO, L'G, GB, BB', AO, B'C, CG, GG', MO, G'H, HC, CC'.The forty polyhedra are preferably connected via their edges AO, C'D, DH, HH ', MO, H'I, ID, DD', AO, D'E, EI, II ', MO, I'K, KE , EE ', AO, E'F, FK, KK', MO, K'L, LF, FF ', AO, F'B, BL, LL', MO, L'G, GB, BB ', AO, B'C, CG, GG ', MO, G'H, HC, CC'.
In alternativer Weise sind die vierzig Polyeder verbunden über ihre Kanten AC', C'D, DH, HH', MH', H'I, ID, DD', AD', D'E, EI, II', MI', I'K, KE, EE', AE', E'F, FK, KK', MK', K'L, LF, FF', AF', F'B, BL, LL', ML', L'G, GB, BB', AB', B'C, CG, GG', MG', G'H, HC, CC'.Alternatively, the forty polyhedra are connected by their edges AC ', C'D, DH, HH', MH ', H'I, ID, DD', AD ', D'E, EI, II', MI ', I'K, KE, EE ', AE', E'F, FK, KK ', MK', K'L, LF, FF ', AF', F'B, BL, LL ', ML', L ' G, GB, BB ', AB', B'C, CG, GG ', MG', G'H, HC, CC '.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Desweiteren versteht es sich, daß Polyederringe, die durch eine weitere Zergliederung der regelmäßigen Flächen der platonischen Körper entstehen, nicht schon deshalb den Rahmen der Erfindung verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the combination indicated in each case, but also in other combinations or on their own without departing from the scope of the present invention. Furthermore, it goes without saying that polyhedron rings which result from a further division of the regular surfaces of the Platonic solids do not therefore leave the scope of the invention.
Die Erfindung betrifft ferner einen Polyederbaukasten mit einer Vielzahl von Polyedern oder Teilen solcher Polyeder, die zu einzelnen Polyedern zusammengefügt werden können und Scharnierelementen, der erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß mit ihm eines oder mehrere erfindungsgemäße Stereometriegebilde bzw. Stereometriespielzeuge herstellbar sind.The invention further relates to a polyhedron construction kit with a multiplicity of polyhedra or parts of such polyhedra which can be combined to form individual polyhedra and hinge elements which is characterized in accordance with the invention in that one or more stereometric structures or stereometric toys according to the invention can be produced with it.
Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich aus der Zeichnung und sind in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Further exemplary embodiments result from the drawing and are explained in more detail in the following description.
Es zeigen:
- Fig. 1
- eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stereometriespielzeuges mit der Grundstelleung eines Würfels;
- Fig. 2
- eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stereometriespielzeuges mit der Grundstellung eines Oktaeders;
- Fig. 3
- eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stereometriespielzeuges mit der Grundstellung eines Oktaeders, jedoch mit einer anderen Anzahl von Polyedern als der Oktaeder von Fig. 2;
- Fig. 4
- eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stereometriespielzeuges mit der Grundstellung eines Tetraeders;
- Fig. 5
- eine fünfte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stereometriespielzeuges mit der Grundstellung eines Tetraeders, jedoch mit einer anderen Raumaufteilung als der Tetraeder von Fig. 4;
- Fig. 6
- eine sechste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stereometriespielzeuges mit der Grundstellung eines Dodekaeders;
- Fig. 7
- eine siebte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stereometriespielzeuges mit der Grundstellung eines Dodekaeders, jedoch mit einer alternativen Verbindung der das Dodekaeder bildenden Polyeder;
- Fig. 8
- eine Draufsicht auf eine Abwicklung der das Dodekaeder von Fig. 7 bildenden Polyederkette;
- Fig. 9
- eine achte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stereometriespielzeuges mit der Grundstellung eines Dodekaeders, jedoch mit einer anderen Raumaufteilung als die Dodekaeder der Fig. 6
bis 8; - Fig. 10
- eine neunte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stereometriespielzeuges mit der Grundstellung eines Dodekaeders und derselben Raumaufteilung wie das Dodekaeder von Fig. 9 und mit derselben Polyederverkettung, gezeigt aus einer anderen Perspektive;
- Fig. 11
- eine zehnte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stereometriespielzeuges mit der Grundstellung eines Rhombendodekaeders;
- Fig. 12
- eine elfte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stereometriespielzeuges mit der Grundstellung eines Rhombendoedekaeders, jedoch mit einer anderen Polyederverkettung als der Rhombendodekaeder von Fig. 11;
- Fig. 13
- eine zwölfte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stereometriespielzeuges mit der Grundstellung eines Ikosaeders;
- Fig. 14
- eine Seitenansicht einer dreizehnten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stereometriespielzeuges mit der Grundstellung eines Ikosaeders, jedoch mit einer anderen Raumaufteilung als das Ikosaeder von Fig. 13;
- Fig. 15
- eine Draufsicht auf das Ikosaeder von Fig. 14;
- Fig. 16
- eine vierzehnte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stereometriespielzeugs mit der Grundstellung eines Oktaeders;
- Fig. 17
- eine fünfzehnte Ausführungsform mit der Grundstellung eines Oktaeders, jedoch mit einer anderen Flächenteilung als bei dem Oktaeder gemäß Fig. 16;
- Fig. 18
- eine sechszehnte Ausführungsform mit der Grundstellung eines Tetraeders und
- Fig. 19
- eine siebzehnte Ausführungsform mit der Grundstellung eines Würfels.
- Fig. 1
- a first embodiment of the stereometric toy according to the invention with the basic position of a cube;
- Fig. 2
- a second embodiment of the stereometric toy according to the invention with the basic position of an octahedron;
- Fig. 3
- a third embodiment of the stereometric toy according to the invention with the basic position of an octahedron, but with a different number of polyhedra than the octahedron of Fig. 2;
- Fig. 4
- a fourth embodiment of the stereometric toy according to the invention with the basic position of a tetrahedron;
- Fig. 5
- a fifth embodiment of the stereometric toy according to the invention with the basic position of a tetrahedron, but with a different room layout than the tetrahedron of Fig. 4;
- Fig. 6
- a sixth embodiment of the stereometric toy according to the invention with the basic position of a dodecahedron;
- Fig. 7
- a seventh embodiment of the stereometric toy according to the invention with the basic position of a dodecahedron, but with an alternative connection of the polyhedra forming the dodecahedron;
- Fig. 8
- a plan view of a development of the polyhedron chain forming the dodecahedron of FIG. 7;
- Fig. 9
- an eighth embodiment of the stereometric toy according to the invention with the basic position of a dodecahedron, but with a different room layout than the dodecahedron of FIGS. 6 to 8;
- Fig. 10
- a ninth embodiment of the stereometric toy according to the invention with the basic position of a dodecahedron and the same room layout as the dodecahedron of FIG. 9 and with the same polyhedron chaining, shown from a different perspective;
- Fig. 11
- a tenth embodiment of the stereometric toy according to the invention with the basic position of a rhombic dodecahedron;
- Fig. 12
- an eleventh embodiment of the stereometric toy according to the invention with the basic position of a rhombic dodecahedron, but with a different polyhedron chain than the rhombic dodecahedron of FIG. 11;
- Fig. 13
- a twelfth embodiment of the stereometric toy according to the invention with the basic position of an icosahedron;
- Fig. 14
- a side view of a thirteenth embodiment of the stereometric toy according to the invention with the basic position of an icosahedron, but with a different room layout than the icosahedron of Fig. 13;
- Fig. 15
- a plan view of the icosahedron of Fig. 14;
- Fig. 16
- a fourteenth embodiment of the stereometric toy according to the invention with the basic position of an octahedron;
- Fig. 17
- a fifteenth embodiment with the basic position of an octahedron, but with a different surface division than in the octahedron according to FIG. 16;
- Fig. 18
- a sixteenth embodiment with the basic position of a tetrahedron and
- Fig. 19
- a seventeenth embodiment with the basic position of a cube.
In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stereometriespielzeuges mit der Grundstellung eines Würfels generell mit 10 bezeichnet. In Fig. 1 , a first embodiment of the stereometric toy according to the invention with the basic position of a cube is generally designated 10.
Der Würfel 10 hat Ecken A, B, C, D, E, F, G, H und einen Mittelpunkt O. Der Würfel ist gebildet durch einen Ring von Polyedern EFHO, BEFO, BFGO, FGHO, CHGO, CBGO, BCDO, CDHO, DAHO, ABDO, ABEO, AEHO, von denen das Polyeder BCDO durch Schraffur seiner Seiten dargestellt ist. Die Polyeder sind zu einem Ring verbunden über ihre Kanten EF, BF, FG, GH, CG, BC, CD, DH, AD, AB, AE, EH.The
Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stereometriespielzeuges mit der Grundstellung eines Oktaeders 12. Das Oktaeder 12 hat Ecken A, B, C, D, E, F und einen Mittelpunkt O. Das Oktaeder ist gebildet durch einen Ring von Polyedern ABCO, BCFO, BEFO, DEFO, CDFO, ACDO, ADEO, ABEO, die jeweils verbunden sind über ihre Kanten CO, BF, EO, DF, CO, AD, EO, AB. Das Polyeder BCFO ist in Fig. 2 durch Schraffur seiner Seiten dargestellt. 2 shows a second embodiment of the stereometric toy according to the invention with the basic position of an
Fig. 3 zeigt eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stereometriespielzeuges mit der Grundstellung eines Oktaeders 14. Das Oktaeder hat Ecken A, B, C, D, E, F und einen Mittelpunkt O. Die Kanten BC, CD, ED, EB des Oktaeders haben jeweils einen Mittelpunkt G, H, I, K. Das Oktaeder ist gebildet durch einen Ring von Polyedern ABGO, AGCO, GCFO, CHFO, ACHO, AHDO, DFHO, EFKO, AEKO, AEIO, EFIO, DFIO, ADIO, ABKO, BFKO, BFGO. Die Polyeder sind jeweils verbunden über ihre Kanten AO, GC, OF, CH, AO, HD, OF, DI, AO, EI, FO, KE, AO, BK, FO, BG. Das Polyeder GCFO ist in Fig. 3 durch Schraffur seiner Seiten dargestellt. 3 shows a third embodiment of the stereometric toy according to the invention with the basic position of an
Fig. 4 zeigt eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stereometriespielzeuges mit der Grundstellung eines Tetraeders 16. Das Tetraeder hat Ecken A, B, C, D und einen Mittelpunkt O. Die Kanten AB, AC, AD, BC, CD, DB haben jeweils einen Mittelpunkt Ox, N, M, I, K, L. Die Flächen ABC, ACD, BCD, ABD haben jeweils einen Mittelpunkt E, F, G, H. Das Tetraeder ist gebildet durch einen Ring von Polyedern BIOxEO, CNIEO, AOxNEO, ANMFO, CNKFO, DKMFO, BILCO, CIKGO, DKLGO, AOxMHO, BOxLHO, DLMHO. Die Polyeder sind jeweils verbunden über ihre Kanten AN, MO, KO, CK, IO, LO, LD, MO, OxO, BOx, IO, NO. 4 shows a fourth embodiment of the stereometric toy according to the invention with the basic position of a
Fig. 5 zeigt eine fünfte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stereometriespielzeuges mit der Grundstellung eines Tetraeders 18. Das Tetraeder hat Ecken A, B, C, D und einen Mittelpunkt O. Die Flächen ABC, ACD, BCD, ABD haben jeweils einen Mittelpunkt E, F, G, H. Das Tetraeder ist gebildet durch einen Ring von Polyedern BAEO, BECO, AECO, ACFO, CFDO, DFAO, CGDO, CGBO, DGBO, DHBO, BHAO, AHDO. Die Polyeder sind jeweils verbunden über ihre Kanten CO, AO, AD, DO, BO, AB, AO, CO, CB, BO, DO, DC. Das Polyeder ABEO ist in Fig. 5 durch Schraffur seiner Seiten dargestellt. 5 shows a fifth embodiment of the stereometric toy according to the invention with the basic position of a
Fig. 6 zeigt eine sechste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stereometriespielzeuges mit der Grundstellung eines Dodekaeders 20. Das Dodekaeder 20 hat Ecken A-I, K-N, Ox, P-U, die Fünfecke BKLME, MEFNS, NSUTOx, NOxGCF, FCABE, ACGHD, HGPTOx, PHDIQ, DIKBA, IKLRQ, QRUTP, RUSML auf dessen Oberfläche beschreiben. Das Dodekaeder 20 ist durch einen Ring von zwölf Polyedern gebildet. Jedes Polyeder ist gebildet durch eines der zwölf Fünfecke auf der Oberfläche des Dodekaeders 20 und die durch die Verbindung der Ecken des Fünfeckes mit dem Mittelpunkt O des Dodekaeders 20 gebildeten Flächen. Die Polyeder sind verbunden über Seitenkanten ihrer Fünfeckflächen, und zwar über die Kanten ME, SN, NOx, FC, AC, HG, PH, DI, IK, QR, RU, LM. 6 shows a sixth embodiment of the stereometric toy according to the invention with the basic position of a
Eine siebte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stereometriespielzeuges mit der Grundstellung eines Dodekaeders ist in Fig. 7 generell mit der Bezugsziffer 22 bezeichnet. Das Dodekaeder 22 hat Ecken A-I, K-N, Ox, P-U, die Fünfecke BEMLK, BEFCA, BADIK, KIQRL, QRUTP, QPHDI, PHGOxT, HGCAD, GCFNOx, OxNSUT, SURLM, SMEFN auf dessen Oberfläche beschreiben. Das Dodekaeder ist durch einen Ring von zwölf Polyedern gebildet. Jedes Polyeder ist gebildet durch eines der zwölf Fünfecke auf der Oberfläche des Dodekaeders 22 und die durch die Verbindung der Ecken dieses Fünfeckes mit dem Mittelpunkt O des Dodekaeders 22 gebildeten Flächen. Die Polyeder sind verbunden über die Kanten BE, BA, KI, QR, QP, PH, HG, GC, OxN, SU, SM, ME. Eine Abwicklung der Polyeder der hierdurch gebildeten Polyederkette ist in Fig. 8 in Draufsicht gezeigt. Die Polyeder 1 und 12 in Fig. 8 werden an den mit Pfeilen versehenen Kanten miteinander verbunden.A seventh embodiment of the stereometric toy according to the invention with the basic position of a dodecahedron is generally designated by the
Eine achte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stereometriespielzeuges mit der Grundstellung eines Dodekaeders 24 ist in Fig. 9 gezeigt. Das Dodekaeder 24 hat Ecken A-I, K-N, Ox, P-U, die zwölf Fünfecke auf dessen Oberfläche begrenzen. Die Kanten KI, HG, EF, LM, PQ, NOx haben Mittelpunkte a, b, c, d, e, f. Das Dodekaeder 24 ist gebildet durch einen Ring von vierundzwanzig Polyedern. Jedes Polyeder ist gebildet durch die Hälfte von einem der Fünfecke, wobei die Halbierungslinie jeweils durch die Mittelpunkte a-f und die gegenüberliegende Ecke des Fünfecks verläuft, und durch die durch die Verbindung der Ecken dieser Fünfeckhälfte mit dem Mittelpunkt O des Dodekaeders 24 gebildeten Flächen. Die vierundzwanzig Polyeder sind verbunden über ihre Kanten Ac, cF, FN, Nf, Uf, Oxf, OxG, Gb, Ab, Hb, HP, Pe, Ue, Qe, Ql, Ia, Aa, Ka, KL, Ld, Ud, Md, ME, Ec.An eighth embodiment of the stereometric toy according to the invention with the basic position of a
Fig. 10 zeigt eine neunte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stereometriespielzeuges mit der Grundform eines Dodekaeders 26. Das Dodekaeder 26 ist in dieselben 24 Polyeder aufgeteilt wie das Dodekaeder 24 von Fig. 9. Die Verbindung der Polyeder untereinander ist jedoch unterschiedlich, und zwar über die Kanten AO, Fc, FN, Nf, UO, Oxf, OxG, Gb, AO, Hb, HP, Pe, UO, Qe, Ql, Ia, AO, Ka, KL, Ld, UO, Md, ME, Ec. FIG. 10 shows a ninth embodiment of the stereometric toy according to the invention with the basic shape of a
Fig. 11 zeigt eine zehnte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stereometriespielzeuges mit der Grundform eines Rhombendodekaeders 28. Das Rhombendodekaeder 28 hat Ecken A-I, K-N, Ox. Das Rhombendodekaeder ist in zwölf Polyeder aufgeteilt. Jedes Polyeder ist gebildet durch einen der zwölf Rhomben auf der Oberfläche des Rhombendodekaeders 28 und die durch die Verbindung der Ecken dieses Rhombus mit dem Mittelpunkt O des Rhombendodekaeders 28 gebildeten Flächen. Die Polyeder sind über ihre Kanten FO, FL, CG, GO, GM, DH, HO, HN, EI, IO, IK, BF zu einem Ring verbunden. Fig. 11 shows a tenth embodiment of the stereometric toy according to the invention with the basic shape of a
Fig. 12 zeigt eine elfte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stereometriespielzeuges mit der Grundstellung eines Rhombendodekaeders 30. Das Rhombendodekaeder 30 ist in dieselben Polyeder aufgeteilt wie das Rhombendodekaeder 29 von Fig. 11. Die Polyeder sind jedoch anders zu einem Ring verbunden, und zwar über ihre Kanten EB, HI, IK, BF, FC, KL, LM, GC, DG, NM, HN, ED. 12 shows an eleventh embodiment of the stereometric toy according to the invention with the basic position of a
Fig. 13 zeigt eine zwölfte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stereometriespielzeuges mit der Grundstellung eines Ikosaeders 32 als Abwicklung in Draufsicht. Die das Ikosaeder bildenden Polyeder sind jeweils gebildet durch eines der zwanzig Dreiecke auf der Oberfläche des Ikosaeders und durch die durch die Verbindung der Ecken des jeweiligen Dreieckes mit dem Mittelpunkt O des Ikosaeders gebildeten Flächen. Die Kantenverbindungen der Polyeder dieses Ikosaeders befinden sich sämtlich auf der Oberfläche, so daß sich das Raumgebilde alleine durch die in Fig. 13 gezeigte Abwicklung charakterisieren läßt. Die Abwicklung läßt sich zu einem Ring zusammenfügen. 13 shows a twelfth embodiment of the stereometric toy according to the invention with the basic position of an
Eine dreizehnte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stereometriespielzeuges mit der Grundstellung eines Ikosaeders ist in den Fig. 14 und 15 generell mit 34 bezeichnet. Das Ikosaeder hat Ecken A-I, K-M. Die Kanten BC, CD, DE, EF, FB, GH, HI, IK, KL haben jeweils Mittelpunkte B', C', D', E', F', G', H', I', K', L'. Das Ikosaeder 34 ist gebildet durch vierzig Polyeder, von denen jedes gebildet ist durch die Hälfte von einem der sich auf der Oberfläche des Ikosaeders befindlichen Dreiecke und durch die durch die Verbindung der Ecken der Dreieckhälfte mit dem Mittelpunkt O des Ikosaeders entstehenden Flächen. Die Dreiecke auf der Oberfläche des Ikosaeders werden jeweils so geteilt, daß die Halbierungslinie durch die Punkte B' bis L' und durch die gegenüberliegende Ecke des jeweiligen Dreiecks verläuft. Das Ikosaeder 34 ist somit gebildet durch eine Kette von Polyedern ACC'O, AC'DO, ADD'O, AD'EO, AEE'O, AE'FO, AFF'O, AF'BO, ABB'O, AB'CO, GBB'O, GB'CO, CGG'O, CG'HO, HCC'O, HC'DO, DHH'O, DH'IO, IDD'O, ID'EO, EII'O, EI'KO, KEE'O, KE'FO, FKK'O, FK'LO, LFF'O, LF'BO, BLL'O, BL'GO, MGG'O, MG'HO, MHH'O, MH'IO, MII'O, MI'KO, MKK'O, MK'LO, MLL'O, ML'GO.A thirteenth embodiment of the stereometric toy according to the invention with the basic position of an icosahedron is generally designated by 34 in FIGS. 14 and 15 . The icosahedron has corners AI, KM. The edges BC, CD, DE, EF, FB, GH, HI, IK, KL each have center points B ', C', D ', E', F ', G', H ', I', K ', L '. The
Generell gibt es zwei besonders regelmäßige Versionen, diese Polyeder zu einer Kette zu verbinden. Bei der ersten Alternative sind die Verbindungskanten AO, C'D, DH, HH', MO, H'I, ID, DD', AO, D'E, EI, II', MO, I'K, KE, EE', AO, E'F, FK, KK', MO, K'L, LF, FF', AO, F'B, BL, LL', MO, L'G, GB, BB', AO, B'C, CG, GG', MO, G'H, HC, CC'. Hierdurch entsteht ein längerer Polyederring. Die Verbindungskanten liegen auch im Inneren des Ikosaeders 34.There are generally two particularly regular versions of connecting these polyhedra into a chain. In the first alternative, the connecting edges are AO, C'D, DH, HH ', MO, H'I, ID, DD', AO, D'E, EI, II ', MO, I'K, KE, EE' , AO, E'F, FK, KK ', MO, K'L, LF, FF', AO, F'B, BL, LL ', MO, L'G, GB, BB', AO, B'C , CG, GG ', MO, G'H, HC, CC'. This creates a longer polyhedron ring. The connecting edges also lie inside the
Bei der zweiten Alternative werden die oben beschriebenen Polyeder über die folgenden Verbindungskanten verbunden: AC', C'D, DH, HH', MH', H'I, ID, DD', AD', D'E, EI, II', MI', I'K, KE, EE', AE', E'F, FK, KK', MK', K'L, LF, FF', AF', F'B, BL, LL', ML', L'G, GB, BB', AB', B'C, CG, GG', MG', G'H, HC, CC'. Der hierdurch gebildete Polyederring ist kürzer und räumlich komplizierter zu verändern. Alle Verbindungskanten befinden sich auf der Oberfläche des Ikosaeders.In the second alternative, the polyhedra described above are connected via the following connecting edges: AC ', C'D, DH, HH', MH ', H'I, ID, DD', AD ', D'E, EI, II' , MI ', I'K, KE, EE', AE ', E'F, FK, KK', MK ', K'L, LF, FF', AF ', F'B, BL, LL', ML ', L'G, GB, BB', AB ', B'C, CG, GG', MG ', G'H, HC, CC'. The resulting polyhedron ring is shorter and more complicated to change. All connecting edges are on the surface of the icosahedron.
Die Fig. 16 zeigt eine vierzehnte Ausführungsform mit der Grundstellung eines Oktaeders, das durch acht Dreiecke gebildet ist. Jedes Dreieck hat einen Mittelpunkt. Das Oktaeder ist gebildet durch vierundzwanzig Polyeder, von denen jedes gebildet ist durch ein Teildreieck jedes Dreiecks des Oktaeders und die durch die Verbindung der Ecken des Teildreiecks mit dem Mittelpunkt des Oktaeders entstehenden Flächen. Jedes Teildreieck ist gebildet durch jeweils zwei Eckpunkte eines Oktaeder-Dreiecks und den Mittelpunkt des Oktaeder-Dreiecks. 16 shows a fourteenth embodiment with the basic position of an octahedron which is formed by eight triangles. Every triangle has a center. The octahedron is formed by twenty-four polyhedra, each of which is formed is by a partial triangle of each triangle of the octahedron and the surfaces created by connecting the corners of the partial triangle to the center of the octahedron. Each partial triangle is formed by two corner points of an octahedron triangle and the center of the octahedron triangle.
Die Fig. 17 zeigt eine fünfzehnte Ausführungsform mit der Grundstellung eines Oktaeders. In Übereinstimmung mit dem Oktaeder gemäß Fig. 16 hat jedes Dreieck des Oktaeders einen Mittelpunkt. Die Teil-Vierecke eines Oktaeder-Dreiecks werden jedoch im Gegensatz zu der Ausführungsform nach Fig. 16 nicht durch Linien gebildet, die von dem Mittelpunkt des Oktaeder-Dreiecks zu einem Eckpunkt des Oktaeder-Dreiecks verlaufen, sondern durch Linien, die von dem Mittelpunkt des Oktaeder-Dreiecks zur Mitte einer zwei Ecken des Oktaeder-Dreiecks verbindenden Kante verlaufen. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 17 ist das Oktaeder gebildet durch vierundzwanzig Polyeder, von denen jedes gebildet ist durch ein auf der Oberfläche des Oktaeders befindliches Teil-Viereck und die durch die Verbindung der Ecken des Teil-Vierecks mit dem Mittelpunkt des Oktaeders entstehenden Flächen. Jedes Teil-Viereck besteht aus dem Mittelpunkt eines Oktaeder-Dreiecks, einer Ecke des Oktaeder-Dreiecks und den beiden Mittelpunkten der Kanten des Oktaeders, die von der genannten Ecke des Oktaeders weg verlaufen. 17 shows a fifteenth embodiment with the basic position of an octahedron. 16, each triangle of the octahedron has a center. In contrast to the embodiment according to FIG. 16, however, the partial quadrilaterals of an octahedron triangle are not formed by lines which run from the center of the octahedron triangle to a corner point of the octahedron triangle, but by lines which run from the center of the The octahedron triangle runs to the center of an edge connecting two corners of the octahedron triangle. In the embodiment according to FIG. 17, the octahedron is formed by twenty-four polyhedra, each of which is formed by a partial quadrilateral located on the surface of the octahedron and the surfaces resulting from the connection of the corners of the partial quadrilateral to the center of the octahedron. Each partial quadrilateral consists of the center of an octahedron triangle, a corner of the octahedron triangle and the two centers of the edges of the octahedron, which run away from the said corner of the octahedron.
Die Fig. 18 zeigt eine sechzehnte Ausführungsform mit der Grundstellung eines Tetraeders mit den Ecken A, B, D, E und den Kanten AB, AD, AE, BD, DE, EB. Die Kanten AE und BD haben Mittelpunkte F und C. Das Tetraeder ist gebildet durch acht Polyeder, von denen jedes gebildet ist durch die Hälfte von einem der sich auf der Oberfläche des Tetraeders befindlichen Dreiecke und durch die durch die Verbindung der Ecken der Dreieckhälfte mit dem Mittelpunkt O des Tetraeders entstehenden Flächen. Die Dreiecke auf der Oberfläche des Tetraeders sind jeweils so geteilt, daß die Halbierungslinie von den Kanten-Mittelpunkten C und F zur jeweils gegenüberliegenden Ecke A und E sowie B und D verlaufen. Das Tetraeder ist damit gebildet durch eine Kette von Polyedern ABCO, BCEO, BEFO, FEDO, EDCO, CDAO, AFDO, AFBO. Die Polyeder sind an den Kanten BC, BE, EF, ED, CD, AD, AF, AB verbunden. Der Tetraeder ist beweglich, aber nicht umstülpbar. Er läßt sich allerdings zu einem halben Würfel ausstülpen. 18 shows a sixteenth embodiment with the basic position of a tetrahedron with the corners A, B, D, E and the edges AB, AD, AE, BD, DE, EB. The edges AE and BD have centers F and C. The tetrahedron is formed by eight polyhedra, each of which is formed by half of one of the triangles located on the surface of the tetrahedron and by the connection of the corners of the triangle half to the Center O of the tetrahedron resulting areas. The triangles on the surface of the tetrahedron are each divided so that the halving line runs from the edge centers C and F to the opposite corner A and E as well as B and D. The tetrahedron is with it formed by a chain of polyhedra ABCO, BCEO, BEFO, FEDO, EDCO, CDAO, AFDO, AFBO. The polyhedra are connected at the edges BC, BE, EF, ED, CD, AD, AF, AB. The tetrahedron is movable, but cannot be turned inside out. However, it can be turned into half a cube.
Die Fig. 19 zeigt eine siebzehnte Ausführungsform mit der Grundstellung eines Würfels mit den Ecken A, L, Q, C, D, I, W, F. Die Kanten AL, LQ, QC, CA, AD, LI, QW, CF, DI, IW, WF, FD haben Mittelpunkt M, P, R, B, N, K, U, 2, H, V, Y, E. Die Würfel-Flächen ALQC, ADIL, LIWQ, QWFC, CFDA, DIWF haben Mittelpunkte S, O, T, Z, G, X. Der Würfel-Mittelpunkt ist mit 1 bezeichnet. Der Würfel ist durch einen Ring von acht Polyedern gebildet, die ihrerseits Würfel (Teilwürfel) sind. Jeder Teilwürfel ist gebildet durch die Teil-Quadrate auf der Oberfläche des Würfels, die an eine Würfel-Ecke angrenzen, und durch Quadrate, die jeweils gebildet werden von dem Mittelpunkt der von der Würfel-Ecke ausgehenden Kante, den Mittelpunkten zweier die Würfel-Ecke umfassender Würfel-Flächen und dem Würfel-Mittelpunkt 1. Der Würfel ist somit gebildet durch eine Kette von Polyedern MSBAGNO1, SBCRG2Z1, ONGEDHX1, G2ZEFYX1, MSPLOKT1, OKTHIVX1, OKTXHIY1, XVWYG2Z1. Diese Polyeder sind verbunden an den Kanten SB, G2, XY, TU, PS, KT, HX, NG. Der Würfel gemäß Fig. 19 kann in eine Ringstellung gebracht werden, die es gestattet, einen in der Grundstellung befindlichen Würfel gleicher Größe durch den Ring hindurchzubewegen. 19 shows a seventeenth embodiment with the basic position of a cube with the corners A, L, Q, C, D, I, W, F. The edges AL, LQ, QC, CA, AD, LI, QW, CF, DI, IW, WF, FD have center points M, P, R, B, N, K, U, 2, H, V, Y, E. The cube surfaces ALQC, ADIL, LIWQ, QWFC, CFDA, DIWF have center points S, O, T, Z, G, X. The center of the cube is labeled 1. The cube is formed by a ring of eight polyhedra, which in turn are cubes (partial cubes). Each sub-cube is formed by the sub-squares on the surface of the cube, which adjoin a cube corner, and by squares, which are each formed from the center of the edge starting from the cube corner, the center points of two of the cube corner comprehensive cube surfaces and the
Die oben beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Stereometriespielzeuges können aus den verschiedensten Materialien hergestellt sein, beispielsweise aus Karton oder aus Kunststoff. Die Oberflächen können glatt oder reliefartig gestaltet sein und mit verschiedenen Farben bemalt sein. Denkbar ist auch, die Polygone mit fluoreszierenden Farben zu versehen oder die Oberflächen graphisch oder holographisch auszugestalten. Desweiteren ist es denkbar, die einzelnen Polyeder als Rahmenmodelle aus Plastik oder Metall auszubilden. Die Polyederflächen können aus durchsichtigem Kunststoff (Plexiglas) sein, wobei es denkbar ist, in die Polyeder Lämpchen einzubringen. Zur Steigerung der Komplexität ist die Integration von spiegelnden Flächen möglich.The above-described embodiments of the stereometric toy according to the invention can be made from a wide variety of materials, for example from cardboard or plastic. The surfaces can be smooth or relief-like and painted with different colors. It is also conceivable to provide the polygons with fluorescent colors or to design the surfaces graphically or holographically. Furthermore, it is conceivable to design the individual polyhedra as frame models made of plastic or metal. The polyhedron surfaces can be made of transparent plastic (plexiglass), it being conceivable to incorporate bulbs into the polyhedron. To increase complexity, the integration of reflective surfaces is possible.
Die Kantenverbindungen können im einfachsten Fall durch Filmscharniere gebildet werden. Denkbar sind jedoch auch Scharniere aus Gewebeband oder ähnlichem.In the simplest case, the edge connections can be formed by film hinges. However, hinges made of fabric tape or the like are also conceivable.
Schließlich ist es unabhängig von der Anwendung auf das erfindungsgemäße Stereometriespielzeug generell möglich, einen Polyederbaukasten mit einer Vielzahl von Polyedern oder Teilen, die zu solchen Polyedern zusammengesetzt werden können, vorzusehen, die an ihren Kanten durch Scharnierelemente miteinander verbunden werden können. Die Scharnierelemente sind ebenfalls Bestandteil des Polyeder-Baukastens und sind jeweils mit Verbindungsmitteln zum Ankoppeln an jeweils eine Kante von zwei Polyedern ausgerüstet. Die Polyeder des Baukastens sind an ihren Kanten mit entsprechenden Verbindungsmitteln versehen. Im Idealfall handelt es sich bei den Verbindungsmitteln um Rastverbindungen, so daß die Scharniere lösbar mit den Kanten verbunden werden können. Obwohl es generell denkbar ist, die Verbindungsmittel an den Polyedern auf den Polyederflächen vorzusehen, ist es bevorzugt, die Verbindungsmittel in die Polyederflächen "einzulassen", damit das äußere Erscheinungsbild und die Funktionalität nicht gestört werden.Finally, regardless of the application to the stereometric toy according to the invention, it is generally possible to provide a polyhedron construction kit with a multiplicity of polyhedra or parts which can be assembled to form such polyhedra and which can be connected to one another at their edges by hinge elements. The hinge elements are also part of the polyhedron modular system and are each equipped with connecting means for coupling to an edge of two polyhedra. The polyhedra of the modular system are provided with appropriate connecting means at their edges. Ideally, the connecting means are snap-in connections so that the hinges can be releasably connected to the edges. Although it is generally conceivable to provide the connecting means on the polyhedra on the polyhedron surfaces, it is preferred to “let” the connecting means into the polyhedron surfaces so that the external appearance and the functionality are not disturbed.
Der Polyederbaukasten enthält vorzugsweise jeweils sämtliche Polyeder einer Ausführungsform oder die Polyeder von mehreren der oben beschriebenen Ausführungsformen. Im letzteren Fall ist es von Vorteil, wenn die Kantenlängen der verschiedenen Polyeder so aufeinander abgestimmt werden, daß die Polyeder der verschiedenen Ausführungsformen auch untereinander verbunden werden können.The polyhedron construction kit preferably contains all of the polyhedra of one embodiment or the polyhedra of several of the above-described embodiments. In the latter case, it is advantageous if the edge lengths of the different polyhedra are matched to one another in such a way that the polyhedra of the different embodiments can also be connected to one another.
Wie bereits oben beschrieben, ist es statt der vollständigen Ausfüllung der jeweiligen regelmäßigen Körper in der Grundstellung auch möglich, im Inneren jeweils einen Hohlraum vorzusehen, der beispielsweise die Gestalt eines regelmäßigen Körpers hat. In diesen Hohlraum kann dann ein weiteres erfindungsgemäßes Stereometriespielzeug eingesetzt werden, so daß die Stereometriespielzeuge ineinander verschachtelt werden können, oder es kann ein Würfel in ein Pentagondodekaeder umgestülpt werden.As already described above, instead of completely filling the respective regular bodies in the basic position, it is also possible to have one inside each Provide cavity that has the shape of a regular body, for example. A further stereometric toy according to the invention can then be inserted into this cavity so that the stereometric toys can be nested one inside the other, or a cube can be turned inside out into a pentagon dodecahedron.
Erfindungsgemäße Stereometriegebilde können durch ein schrittweises Vorgehen aufgefunden werden. In einem ersten Schritt werden dabei die Polyeder durch einfache symmetrische Gliederungen des regelmäßigen Körpers unter Einbeziehung des Mittelpunktes des regelmäßigen Körpers bestimmt. Im zweiten Schritt werden die regelmäßigsten sich zu einem Polyederring öffnenden Kettenbildungen aufgesucht und dann deren Abwandlungen - durch Verbindung der Polyeder an jeweiligen Kanten - untersucht mit der Zielsetzung, daß sich ein im Raum bewegliches Gebildes ergibt. Im Idealzustand ist der gefundene Ring zu einer Hohlform umstülpbar. Im dritten Schritt können bereits bekannte Formen ausgeschlossen werden.Stereometric structures according to the invention can be found by a step-by-step procedure. In a first step, the polyhedra are determined by simple symmetrical structuring of the regular body, including the center of the regular body. In the second step, the most regular chain formations that open to form a polyhedron ring are sought and then their modifications - by connecting the polyhedra at the respective edges - are examined with the aim of creating a structure that can move in space. In the ideal state, the ring found can be turned into a hollow shape. In the third step, known shapes can be excluded.
Diese Vorgehensweise wird nachfolgend am Beispiel des Tetraeders unter Bezugnahme auf Fig. 20 erläutert. Im ersten Schritt wird die einfachste Tetraedergliederung bestimmt. Der Mittelpunkt und die Tetraedereckpunkte zerlegen das Tetraeder in vier Teile mit ungeteilten Flächen (Fig. 20a). Bei diesem Gebilde läßt sich (zweiter Schritt) ein möglicher Polyederring nicht umstülpen.This procedure is explained below using the example of the tetrahedron with reference to FIG. 20. The simplest tetrahedron structure is determined in the first step. The center point and the tetrahedron vertices divide the tetrahedron into four parts with undivided surfaces (FIG. 20a). In this structure, a possible polyhedral ring cannot be turned inside out (second step).
Man muß also die regelmäßigen Dreiecksflächen des Tetraeders weiter teilen (erneuter erster Schritt). Möglich ist beispielsweise eine Teilung des regelmäßigen Tetraederdreiecks in zwei oder drei Teile entsprechend der Symmetrieverhältnisse (Fig. 20b, 20c, 20d). Eine interessante weitere Abwandlung ist die in Fig. 20e gezeigte Gliederung (ähnlich dem Firmenzeichen von Mitsubishi). Sie kann auch als mittelpunktsymmetrische Gliederung der Dreiecksfläche aufgefaßt werden. Durch eine weitere Untergliederung der Dreiecksfläche erhält man sechsteilige Dreiecksflächen (Fig. 20f).So you have to further divide the regular triangular surfaces of the tetrahedron (another first step). It is possible, for example, to divide the regular tetrahedron triangle into two or three parts according to the symmetry relationships (FIGS. 20b, 20c, 20d). An interesting further modification is the structure shown in Fig. 20e (similar to the logo of Mitsubishi ). It can also be interpreted as a symmetrical structure of the triangular surface. By a further subdivision of the triangular surface gives six-part triangular surfaces (Fig. 20f).
Alle diese Gliederungen der Tetraederflächen ergeben unter Einbeziehung des Tetraedermittelpunktes ein aus acht (Fig. 20b), zwölf (Fig. 20c - e) oder vierundzwanzig (Fig. 20f) Polyedern bestehendes Tetraeder.All these divisions of the tetrahedron surfaces, including the center of the tetrahedron, result in a tetrahedron consisting of eight (FIG. 20b), twelve (FIGS. 20c-e) or twenty-four (FIG. 20f) polyhedra.
Das soeben dargestellte läßt sich auf das Oktaeder übertragen. Die achtgliedrige Polyederkette (erster Schritt) ist die einzig mögliche, im Raum sich öffnende und bewegliche Polyederkette (zweiter Schritt) mit ungeteilter Oktaederfläche. Sie ist teilweise umstülpbar. Sie ist in Fig. 20g gezeigt.The just described can be transferred to the octahedron. The eight-link polyhedron chain (first step) is the only possible polyhedron chain that opens and moves in space (second step) with undivided octahedral surface. It is partially reversible. It is shown in Fig. 20g.
Betrachtet man den Würfel, so ergibt sich als einfachste Raumeinteilung (durch den Würfelmittelpunkt und die Würfelecken) ein sechsgliedriges polyedrisches Gebilde (erster Schritt), das zwar eine regelmäßige Kettenbildung zuläßt (zweiter Schritt), aber nicht im Raum beweglich ist. Erst das Teilen der Würfelflächen durch jeweils eine entsprechende Diagonale (erster Schritt) ermöglicht die Bildung einer im Raum beweglichen zwölfgliedrigen Polyederkette (zweiter Schritt). Die regelmäßigste Form der Kettenbildung liegt dann vor, wenn alle Verbindungen der Polyeder untereinander auf Würfelkanten liegen. Eine weitere Gliederung dieser Polyederkette durch die zweite Quadratdiagonale (aus zwölf werden so vierundzwanzig Polyeder) ist in Fig. 20 gezeigt. Fig. 20h zeigt einen achtteiligen Würfel.If you look at the cube, the simplest division of space (through the center of the cube and the cube corners) is a six-link polyhedral structure (first step), which allows regular chain formation (second step), but is not movable in space. Only dividing the cube surfaces by a corresponding diagonal (first step) enables the formation of a twelve-link polyhedron chain that can move in space (second step). The most regular form of chain formation is when all the connections between the polyhedra lie on cube edges. A further division of this polyhedron chain by the second square diagonal (from twelve thus twenty-four polyhedra) is shown in FIG. 20. 20h shows an eight-part cube.
Es versteht sich, daß Stereometriegebilde, die durch eine weniger regelmäßige Teilung der Flächen des regelmäßigen Körpers entstehen, nicht alleine deshalb den Rahmen der Erfindung verlassen. So ist beispielsweise eine Teilung der Tetraederfläche wie in Fig. 20f und ein sich daraus ergebendes Stereometriegebilde im Rahmen der Erfindung.It goes without saying that stereometric structures which result from a less regular division of the surfaces of the regular body do not for this reason alone depart from the scope of the invention. For example, a division of the tetrahedral surface as in FIG. 20f and a stereometric structure resulting therefrom are within the scope of the invention.
Claims (38)
wobei das Gebilde in mehrere voneinander verschiedene Raumformen bringbar ist
wherein the structure can be brought into several different spatial forms
wobei das Gebilde in mehrere voneinander verschiedene Raumformen bringbar ist
dadurch gekennzeichnet,
wherein the structure can be brought into several different spatial forms
characterized,
wobei das Gebilde in mehrere voneinander verschiedene Raumformen bringbar ist
wherein the structure can be brought into several different spatial forms
dadurch gekennzeichnet,
characterized,
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