Japanese Sunrise Dovetail / Teufelszinken

Zwei recht ähnliche quaderförmige Teile, die an einer Kante kammähnlich ausgeschnitten sind, werden in einem rechten Winkel zusammen gefügt. An dem rechten Winkel entsteht ein sehr dekoratives Muster, welches man als unmöglich empfindet: Auf diese Art lassen sich die zwei Teile niemals trennen und wieder zusammenfügen. 

Auch wenn man die beiden Einzelteile vor sich liegen hat, kann man sich kaum vorstellen, wie sie zusammengesteckt werden können. Auf magische Weise funktioniert es schließlich doch, und deshalb heißen die so geformten Teile Teufelszinken.

Bei näherer Betrachtung erinnert die Konstruktion an eine Schwalbenschwanzverbindung. Wegen der strahlenförmigen Anordnung der Verzahnung und der Herkunft aus Japan ist der englische Name Japanese Sunrise Dovetail. 

Schwierigkeit: Die Herausforderung besteht natürlich darin sich vorzustellen, wie man mit den zwei Teilen hantieren soll, um sie zusammenzufügen bzw. auseinanderzunehmen. Hat man die Teile einmal in der Hand, wird es viel einfacher: Man merkt recht schnell, was funktioniert und was nicht.

Hintergrund: Bei den Teufelszinken handelt es sich um eine klassische Verbindung zweier Holzteile. Hier ein schönes YouTube-Video, welches auch die zugrundeliegende Geometrie etwas erklärt.

Design:  klassisch

Google: Japanese Sunrise Dovetail

3D-Druck: Das oben abgebildete Modell von Gilles Bouissac (AgentSCAD) zur nicht-kommerziellen Verwendung findet man auf Thingiverse. 

Dovetail Cubes / Schwalbenschwanzwürfel

Dies ist einer der wenigen Blogposts, bei dem gleich mehrere Geduldspiele besprochen werden sollen. Aber nicht, weil sie völlig identisch sind, sondern ganz im Gegenteil: Sie unterscheiden sich äußerlich zwar nur in der Farbkombination und der Beschriftung, sehen ansonsten aber völlig gleich aus:

Würfel mit einer Seitenlänge von rund 42mm bestehend aus einen Ober und einem Unterteil, die durch Schwalbenschwanzverbindungen verbunden sind. Wie man das von anderen Geduldspielen aber schon kennt: Die Schwalbenschwänze sind auf verschiedenen nicht-gegenüberliegenden Seiten angebracht, dass sie sich scheinbar nicht öffnen lassen. Die in unterschiedlichen Farben eloxierten Metallwürfel liegen durch ihr Gewicht nicht nur gut in der Hand und sehen dekorativ aus, sondern es wurde auch sehr exakt gearbeitet.

Die Aufgabe des Geduldspiels besteht aus zwei Teilen: Wenn Sie noch keine Geduldspiele mit Schwalbenschwanzverbindungen kennen, dann sollen Sie die drei Würfel nacheinander öffnen. Und wahrscheinlich haben Sie zu Beginn keine Ahnung, was die drei Würfel unterscheiden könnte.

Wenn Sie als erfahrener Geduldspieler schon andere Geduldspiele mit Schwalbenschwanzverbindungen vor sich hatten, haben Sie vermutlich eine Vorstellung, wie sich so ein Würfel öffnen lässt. Und vielleicht trifft Ihre Vermutung auch auf einen der Würfel zu. Wenn Ihnen aber verraten wird, dass die anderen zwei Würfel anders funktionieren, dann können Sie zunächst darüber nachdenken, wie es anders funktionieren könnte. Wil Strijbos, der Designer des Puzzles, fand tatsächlich drei verschiedene Möglichkeiten, und Sie sollen sie herausfinden, zunächst ohne die Würfel in die Hand zu nehmen.

Und dann dürfen Sie Ihre Vermutungen natürlich überprüfen und die Schwalbenschwanzwürfel öffnen.

Das Foto im geöffneten Zustand verrät leider auch nicht mehr:

Schwierigkeit: Nicht unlösbar, sogar für Nicht-Profis. 

Lösungshinweis: ###

Design:  Wil Strijbos
Hersteller:  William Strijbos / Streetwise puzzles
Erscheinungsjahr: ca. 2012

Google: Strijbos Dovetail Cube
Shopping: Vereinzelt lieferbar, Preis ca. 70€ pro Stück

Padawan Dovetail Box

Kategorie: Trickboxen

Vor uns liegt eine V-förmige Kiste, bestehend aus einem ober und einem Unterteil und einem unbekannten Innenleben. Ober- und Unterteil sind durch eine Schwalbenschwanzverbindung fest verbunden. Diese lässt sich aber offensichtlich nicht so einfach öffnen, da sich die zwei sichtbaren Teile des Schwalbenschwanzes nicht wie üblich gegenüber liegen (dann müsst man einfach nur schieben), sondern um 90 Grad gedreht. 

Brauchen wir übernatürliche Kräfte, um die Kiste zu öffnen? Der Name deutet darauf hin, denn Padawane sind Schüler eines Jedi-Meisters. Zum Ende ihrer Ausbildung muss jeder Padawan  mehrere Prüfungen absolvieren, und das Öffnen dieser Box könnte eine solche Prüfung sein. 

Da hier keine hilfreichen Details zum Bestehen der Prüfung ausgeplaudert werden sollen, sehen wir uns die Box nur etwas näher an: Im Inneren klappert etwas, und dies legt nicht am Geheimfach im Inneren der Box, sondern am Mechanismus.

Wenn Sie die Box geschlossen präsentiert bekommen, ist das alle Information, die Sie haben. Falls Sie sich jedoch die Box selber mittels 3D-Druck herstellen, dann drucken Sie Ober- und Unterteil einzeln, erkennen den Mechanismus und müssen die Box selber verschließen. Aber auch dann ist das Öffnen noch nicht trivial. Etwa genau soviel wissen Sie, wenn Sie schon mehrere Trickboxen mit merkwürdigen Schwalbenschwanzverbindungen gesehen haben. Auch die Website des Designers [1] verrät nicht mehr.

Design:  Demian (siehe [1])
Erscheinungsjahr: 2013

Google: Padawan Dovetail Box
Shopping: Nicht lieferbar.

3D-Druck: Die STL-Datei von Demian für den 3D-Druck zum privaten Gebrauch gibt es bei Thingiverse.

Mehr Info: 

[1] exploreideasdaily.wordpress.com

Unmögliche Schwalbenschwanzverbindung / Impossible Dovetail Joint

Zwei Teile sind auf der Oberseite durch eine doppelte Schwalbenschwanzverbindung verbunden. 

Die Unterseite zeigt eine ähnliche Verbindung, so dass wir es insgesamt mit drei Schwalbenschwänzen zu tun haben.

Wenn es eine gewöhnliche Schwalbenschwanzverbindung wäre, dann würden die Begrenzungen des Schwalbenschwanzes parallel zueinander verlaufen. Hier werden die Schwalbenschwänze nach außen hin dicker, so dass man sie nicht einfach auseinanderziehen kann. Zumindest sieht es auf den ersten Blick so aus.

Lassen Sie das Geduldspiel noch etwas vor sich liegen, um herauszufinden, die sich die beiden Teile trennen lassen. Oder betrachten Sie die Bilder einfach noch etwas länger und versuchen Sie, das Geduldspiel blind zu lösen, also ohne dass Sie es direkt vor sich haben und damit hantieren können.

Lösungshinweis: Sobald Sie das Geduldspiel zur Hand nehmen, werden Sie es auch auseinandernehmen können. Die Lösung wird sich sozusagen von selbst offenbaren.

Falls Sie dieses Geduldspiel selber mittels 3D-Druck herstellen, dann drucken Sie beide Teile einzeln, und sehen die Lösung. 

Schwierigkeit: Einfach, die Teile lösen sich fast von selbst. Aber trotzdem interessant für Anfänger.

Design:  Demian (siehe [1])
Erscheinungsjahr: 2013

Google: Impossible Dovetail Joint
Shopping: Nicht lieferbar.

3D-Druck: Die STL-Datei von Demian für den 3D-Druck zum privaten Gebrauch gibt es bei Thingiverse.

Mehr Info: 

[1] exploreideasdaily.wordpress.com

Konkaver Schwalbenschwanz

Der unlösbare konkave Schwalbenschwanz ist das Gegenstück zum unlösbaren konvexen Schwalbenschwanz: Beide Aluminiumquader haben die gleiche Größe und die gleiche Aufgabenstellung: Ein grün eloxierter Schwalbenschwanz muss entfernt werden. Doch dies ist nicht so einfach möglich, da der Schwalbenschwanz und die dazugehörige Führungsschiene eine konkave Form haben. Der Schwalbenschwanz ist deutlich sichtbar eingedrückt, dies macht jede größere Bewegung des Schwalbenschwanzes unmöglich. Ganz fest sitzt der Schwalbenschwanz allerdings nicht, er lässt sich um den Bruchteil eines Millimeters bewegen.

Wenn man die Lösung für den unlösbaren konvexen Schwalbenschwanz bereits kennt, dann kann man diese passend für die konkave Variante abwandeln. Beide Geduldspiele nebeneinander lassen jedes Sammlerherz höher schlagen.

Lösungshinweis: Siehe den Lösungshinweis beim unlösbaren konvexen Schwalbenschwanz.

 

Ähnliches Geduldspiel: Unlösbarer konvexer Schwalbenschwanz von Wil Strijbos.

Design und Herstellung: Wil Strijbos

Erscheinungsjahr: ca. 2012

Google: Strijbos Concave Dovetail
Shopping: Vereinzelt lieferbar, Preis ca. 70€

Konvexer Schwalbenschwanz

Diese Schwalbenschwanzverbindung kann sich gar nicht öffnen lassen: Vor uns liegt ein Aluminiumquader von ca. 50mm x 35mm x 20mm mit einem grün eloxierten Schwalbenschwanz. Es ist einerseits ganz klar, dass der grüne Schwalbenschwanz gerade durch die Führungsschiene in der Oberseite des Aluminiumquaders geschoben werden muss. Doch andererseits ist dies nicht möglich, da der Schwalbenschwanz und die dazugehörige Führungsschiene eine konvexe Form haben. Der deutlich sichtbare Bauch macht jede größere Bewegung des Schwalbenschwanzes unmöglich. Ganz fest sitzt der Schwalbenschwanz allerdings nicht, er lässt sich um den Bruchteil eines Millimeters bewegen.

Damit haben wir hier ein unlösbares Geduldspiel vor uns liegen. Wenn wir einen Moment nachdenken, dann fällt uns ein, dass der Schwalbenschwanz ja auch irgendwie an seine Position gebracht worden sein muss. Ist das Geduldspiel vielleicht doch lösbar?

Die eigentliche Herausforderung des Geduldspiels besteht darin, sich zu überlegen, wie die Lösung überhaupt funktionieren könnte. Wie bekommt man den dicken Bauch im Schwalbenschwanz durch eine dünne seitliche Öffnung? Diese Frage können Sie versuchen zu beantworten, auch wenn das Geduldspiel nicht vor ihnen liegt.

Neben der ungewöhnlichen Fragestellung kann man sich natürlich an der Qualität des Geduldspiels freuen. Wie alle Metallpuzzles von Wil Strijbos lässt das Produkt handwerklich keine Wünsche offen.

Lösungshinweis: Ganz allgemein soll hier gesagt werden, dass die Bewegung eines größeren starren Körpers entlang einer Schiene nicht nur in einer geraden Schiene möglich ist. In zwei Dimensionen könnte die Schiene gleichmäßig gekrümmt sein, in drei Dimensionen wäre auch eine Schraubenlinie möglich.

 

Ähnliches Geduldspiel: Unlösbarer konkaver Schwalbenschwanz von Wil Strijbos. Die Besprechung erfolgt im April 2021.

Design und Herstellung: Wil Strijbos

Erscheinungsjahr: ca. 2012

Google: Strijbos Convex Dovetail
Shopping: Vereinzelt lieferbar, Preis ca. 70€

Hermaphroditic Dovetail Cube

Ein 2x2x2-Würfel soll aus acht Elementarwürfeln zusammengesteckt werden. Als einzige Zusatzbedingung gibt es Schwalbenschwanzverbindungen an den aneinander liegenden Innenseiten des 2x2x2-Würfels, die korrekt zusammengesteckt werden müssen. 

Jeder der acht Elementarwürfel besitzt also mindestens drei jeweils benachbarte glatte Seitenflächen sowie weiteren Seitenflächen mit Schwalbenschwänzen. Bei genauerem Hinsehen handelt es sich jeweils um Zwitterschwalbenschwänze (daher der Name des Geduldspiels), einer Kombination aus zwei benachbarten, aber verschieden orientierten Schwalbenschwänzen. Bei einer Drehung um 180 Grad wechselt diese Orientierung.

Schwierigkeit: Das Geduldspiel ist nur mittelschwer. Da bei den Elementarwürfeln die Innenseiten mit den Schwalbenschwänzen als solche erkennbar sind, wird die Anzahl aller Anordnungsmöglichkeiten deutlich reduziert. Ein schönes Geduldspiel für zwischendurch.

Die Lösung des Geduldspiels besteht also aus zwei Teilen. Im ersten Schritt müssen die acht Elementarwürfel in eine Lage gebracht werden, dass die Schwalbenschwanzverbindungen  richtig orientiert sind. Im zweiten Teil muss man feststellen, ob und ggf. in welcher Reihenfolge sich die zurechtgelegten Elementarwürfel zum 2x2x2-Würfel zusammenstecken lassen.

Lösungshinweis: Betrachten wir den umgekehrten Vorgang: Angenommen, der 2x2x2-Würfel ist korrekt zusammengesetzt und wir nehmen ihn auseinander. Falls wir dabei den 2x2x2-Würfel in zwei Hälften zerlegen, dann enthalten die zwei Teile parallel verlaufende Schwalbenschwänze der Länge zwei.

 

Design:  Oskar van Deventer

Google: Hermaphroditic Dovetail Cube

3D-Druck: Oskar van Deventer, der Designer des Geduldspiels, stellt die STL-Files für den 3D-Druck auf seiner Seite Print-it-yourself zur Verfügung und ermutigt zum Ausdruck für die private Verwendung.

Dovetail Soma Cube / Somawürfel mit Schwalbenschwanz

Durch leichte Ergänzungen kann man versuchen, Geduldspiele zu verändern. Oskar van Deventer und George Miller hatten die Idee, den Somawürfel an einigen Innenseiten um Schwalbenschwanzverbindungen zu ergänzen. 

Dadurch wird der zusammengebaute Somawürfel stabiler, aber wichtiger sind die inhaltlichen Veränderungen: Es gibt weniger Lösungen, da Innenflächen der Elementarwürfel nur noch bei passenden Schwalbenschwänzen nebeneinander liegen können. Und es sind Lösungen denkbar, bei denen diese Bedingung an die Nachbarschaft erfüllt ist, aber sich die Soma-Teile in ihrer eingeschränkten Beweglichkeit gegenseitig blockieren, so dass sich diese Lösung nicht realisieren lässt.

Gesucht wurde nach der idealen Kombination: Es gibt nur eine realisierbare Lösung, aber dazu noch mehrere mehrere nicht realisierbare Lösungen. Dieses Ziel wurde nur näherungsweise erreicht, entstanden ist aber trotzdem ein interessantes Geduldspiel.

Schwierigkeit: Der Somawürfel mit Schwalbenschwanzverbindungen ist von mittlerer Schwierigkeit. Da die Schwalbenschwanzverbindungen im Inneren des Somawürfels liegen müssen, wird die mögliche Lage für viele der Somateile stark eingeschränkt.

Design:  Oskar van Deventer und George Miller
Erscheinungsjahr: 2020

Google: Dovetail Soma Cube

3D-Druck: Oskar van Deventer stellt die STL-Files für den 3D-Druck auf seiner Seite Print-it-yourself zur Verfügung und ermutigt zum Ausdruck für die private Verwendung.

Shopping: Als fertiger 3D-Druck ist der Dovetail Soma Cube ebenfalls erhältlich, beispielsweise bei PuzzleMaster oder Shapeways. Auch wenn die Qualität besser ist als beim Selberdrucken, sind die Preise von 50€ bis 450€ doch beachtlich.

Danzig's Dilemma

Zwei Holzteile aus hellem bzw. dunklen Holz sind durch Schwalbenschwanzverbindungen scheinbar untrennbar miteinander verbunden:

Auf allen vier Seiten findet man dasselbe Bild: Vier Schwalbenschwänze statt nur zwei, und es sieht so aus, als solle man die Teile in zwei Richtungen gleichzeitig verschieben. Trotzdem lassen sich beide Teile natürlich trennen, und im ersten Schritt sollte man darüber nachdenken, wie es gehen könnte. Erst im zweiten Schritt sollte man es auch versuchen.

Schwierigkeit: Das Geduldspiel ist typisch für Schwalbenschwanzverbindungen: Die Lösung besteht aus mehr als einer Bewegung. Wenn man noch niemals ein solches Geduldspiel gesehen hat, fällt den allerwenigsten Betrachtern ein, wie die Lösung funktionieren könnte. Hier gilt: Nichts ist so, wie es aussieht.

Historisches: Ein vergleichbares Geduldspiel von Jerry Slocum aus dem Jahr 1955 findet in der Jerry Slocum Mechanical Puzzle Collection an der Indiana University, Bloomington.

Design: Jerry Slocum, 1955 (?)

Hersteller:  Lagoon Group
Vergleichbares Geduldspiel: Impossible Joint von Creative Crafthouse

Google: Danzig's Dilemma, "Impossible Joint" Puzzle

Shopping: Im Ausland lieferbar, Preis ca. 10-15€

Schwalbenschwanzverbindungen (Übersicht)

Es gibt zwei Sorten von Geduldspielen mit Schwalbenschwanzverbindungen. Im Normalfall verhält sich der Schwalbenschwanz wie man es erwartet: Die Schwalbenschwanzverbindung erlaubt eine Verschiebung senkrecht zu der sichtbaren Schnittfläche mit dem Schwalbenschwanz. Zwei solche Geduldspiele sind im Foto auf der linken Seite zu sehen.

Im zweiten Fall sind auch jeweils zwei Puzzleteile durch eine oder gar mehrere Schwalbenschwanzverbindungen verbunden, aber deren Lage oder die Form der zu bewegenden Teile zeigt uns ganz offensichtlich, dass die notwendige Bewegung unmöglich gemacht wird und man den Schwalbenschwanz nicht wie üblich öffnen kann. Hier ist also etwas Nachdenken erforderlich, wie das Puzzle überhaupt gelöst werden könnte. Man sollte sich unbedingt die Zeit nehmen und nachdenken, wie eine Lösung funktionieren könnte. Damit sich nicht zufällig beim Hantieren die Lösung offenbart, ist in den meisten Fällen zusätzlich noch eine Blockade eingebaut, die man zuerst lösen muss. Zwei solche Geduldspiele finden Sie auf der rechten Seite des Fotos.