Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektro-Lehrbauka sten.
Es sind bereits Elektro-Lehrbaukasten bekannt, bei denen die elektrischen Verbindungen der einzelnen Bauelemente fest verlötet waren oder durch lösbare Stecker hergestellt wurden.
Die auf diese Weise hergestellten Schaltungsaufbauten weichen üblicherweise vom gezeichneten Schaltungsplan bezüglich der
Anordnung ihrer konkreten Bauelemente und Verbindungs leitungen ziemlich stark ab, so dass - namentlich bei kompli zierteren Schaltungen - die Stromläufe unübersichtlich werden und die Schüler leicht den Überblick verlieren. Ausserdem sind bei gelöteten Verbindungen Änderungen umständlich.
Es sind ferner würfelartige Blockbausteine bekannt, welche aneinander gefügt werden können und die in ihrem Innern die Bauteile wie Widerstände, Kondensatoren, Transistoren od. dgl. enthalten und die aussen mit den jeweiligen Schaltbildern versehen sind. Der Kontaktdruck zwischen den einzelnen Blockbausteinen wird durch Magnetkraft erhalten.
Nachteilig ist indessen, dass die Anzahl der Blockbausteine beschränkt sein muss, da sonst die Lagerhaltung bei den Verkaufsstellen einen zu grossen Umfang annimmt. Ausserdem sind solche würfelförmigen Blockbausteine voluminös und aufwendig und sie sind als Ganzes nicht mehr brauchbar, wenn der betreffende Bauteil, z.B. durch Kurzschluss defekt wird.
Die mit der Erfindung zu lösende Aufgabe besteht darin, einen Elektro-Lehrbaukasten zu schaffen, bei welchem handelsübliche Bauelemente wie Widerstände, Kondensatoren, Transistoren u. dgl. ohne Lötarbeit verwendbar sind und der Schaltungsaufbau in genauer Zuordnung der konkreten Bauelemente zu gezeichneten Schaltungsplänen hergestellt werden kann, wobei in den Schaltungsplänen die Abstände zwischen den Verbindungspunkten beliebig gewählt werden können.
Die Erfindung mit der dies möglich wird ist gekennzeichnet durch mehrere, je einen elektrisch leitenden Teil enthaltende, als lösbare elektrische Verbindungsstellen dienende Klemmen, die wegnehmbar auf oder über einem auswechselbaren Schaltungsplan befestigbar sind, und eine zur Befestigung der Klemmen dienende Unterlage.
Da sich die Klemmen an beliebigen Stellen über dem Schaltungsplan leicht lösbar befestigen lassen, ist es möglich, die einzelnen handelsüblichen Bauelemente genau in Übereinstimmung mit einem gezeichneten Schaltungsplan anzuordnen.
Dadurch wird den Schülern das Verständnis für die elektrischen Zusammenhänge einer Schaltung und der Schaltungsaufbau stark erleichtert und einprägsam dargestellt. Da zudem der auf einem Blatt aufgezeichnete Schaltungsplan leicht ausgewechselt werden kann, lassen sich auf diese Weise praktisch beliebige Bausätze, auch für Versuchsausführungen bauen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfin dungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf den Lehrbaukasten, bei welchem die konkreten Bauelemente jedoch nur teilweise aufgebaut sind.
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer steckbaren
Klemme,
Fig. 4 ein Querschnitt durch die Klemme gemäss Fig. 3.
Fig. 5 eine Abwicklung einer Steckfeder,
Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 1.
Der Elektro-Lehrbaukasten befindet sich in einer Schachtel
1 die vorzugsweise mit seitlichen, in der Zeichnung nicht dargestellten Fächern zur Aufnahme von elektrischen und elektronischen Bauteilen versehen sein kann. Auf die ebene Oberseite einer Platte 14 wird ein auf einem Papierblatt od. dgl.
aufgezeichneter Schaltungsplan 2 gelegt. Auf diesem Schaltungsplan 2 sind in üblicher Weise die Schaltsymbple und deren elektrische Verbindung dargestellt, also z. B. Widerstände, Kondensatoren, Transistoren, Lampen und Verbindungsleitungen. Unterhalb der Platte 14 befindet sich eine gleich grosse Unterlage 15 aus einem leichten Material.
Die Stromquelle wird durch mehrere stabförmige Trockenbatterien 3 gebildet, die hintereinander geschaltet sind und durch je einen wegnehmbaren, mit Stiften 5 versehenen Bügel 4 gehalten werden. Die beiden Pole, nämlich der Plus- und der Minus-Pol der Batterie 3, liegen je gegen eine Feder 6 an, die in eine Klemme 8 gesteckt ist, siehe Fig. 6. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, befinden sich die Batterien 3 in einer seitlichen Rinne der
Platte 14.
Bei Aufbau der Schaltung mit konkreten Bauelementen wie Widerständen 10, Verbindungsleitung 9, werden diese oberhalb des gezeichneten Schaltungsplanes angeordnet. An den Knotenpunkten oder Abzweigstellen werden Klemmen 8, von der Art angeordnet, wie sie in den Fig. 3 und 4 dargestellt sind.
Diese mit einem Kunststoffgehäuse versehenen Steckfedern 16 sind unten mit einem oder vorzugsweise mit zwei reissnagel ähnlichen, vorstehenden Stiften 20 versehen. Im Kunststoffgehäuse befindet sich ferner eine metallische Steckfeder 16, die mit zwei einwärts gebogenen innern Federschenkeln 17 versehen ist. Die obern Enden dieser federnden Zungen 17 bilden ein Federmaul 18, zur klemmenden Befestigung von
Drähten unterschiedlichen Durchmessers. Die äussern Feder schenkel 23 sind oben durch einen Verbindungsteil 24 ver bunden, in welchem mehrere Löcher 19 in einer Reihe vorhanden sind, so dass also in diese Löcher 19 eingesteckte Draht stücke von den Zungen 17 mit einem genügenden Kontaktdruck festgehalten werden.
Damit die Zungen 17 voneinander unabhängig federn können und sich verschiedene Drahtdicken verwenden lassen, haben die Steckfedern 16 zueinander parallel verlaufende Schlitze 25, siehe Fig. 5. Die äusseren Feder schenkel 23 der Steckfeder 16 sind mit der Gehäusewand fest verbunden, beispielsweise mit vorstehenden Stiften 27 an der innern Gehäusewand, die in Bohrungen 26 hineinpassen.
An allen Stellen des gezeichneten Schaltungsplanes an denen eine Leitungsverzweigung, ein Knotenpunkt od. dgl.
vorhanden ist, werden Klemmen 8 angeordnet. Dies erfolgt in der Weise, dass diese Klemmen 8 mit ihren nach abwärts ragenden Stiften 20 durch den gezeichneten Schaltungsplan 2 hindurch in die aus relativ weichem Material bestehende Platte
14 eingesteckt und somit auf dieser festgehalten werden. Die
Platte 14 kann beispielsweise eine in der Bauindustrie übliche
Isolierplatte sein, so dass die Stifte 20 der Klemmen 8 durch Druck mit den Fingern leicht eingesetzt und damit auf der Platte 14 befestigt werden können. Es wäre indessen auch möglich als Material für die Platte 14 Weichholz, Kork, Kunststoffschaum od. dgl. zu verwenden. Wesentlich ist nur, dass das
Material nicht abbröckelt, einen gewissen Widerstand gegen das
Eindringen der Stifte 20 aufweist, und vorzugsweise eine gewisse Elastizität hat, so dass sich die einmal durch die Stifte
20 erzeugten Löcher von selbst wieder schliessen.
Die Klemmen 8 werden nun an den Verbindungsstellen des gezeichneten Schaltungsplanes eingesteckt, und die elektrisch leitende Verbindung in Form U-förmig gebogener Drahtstücke 9 dadurch hergestellt, dass ihre Enden in die Löcher 19 dieser
Klemmen 8 eingesteckt werden. Die Drahtenden - welche auch
Anschlussdrähte 11 von Widerständen, Transistoren od.dgl.
sein können -werden von den elektrisch leitenden Steckfedern
16 der Klemmen 8 gehalten und können bei Bedarf auch wieder leicht gelöst werden, so dass die konkreten Bauelemente nach
Gebrauch für einen anderen Schaltungsaufbau wiederverwend bar sind.
In Fig. 1 ist lediglich ein Teil der Schaltung mit konkreten Bauelementen wie z. B. einem Widerstand 10 versehen, welcher zwischen zwei Klemmen 8 eingesetzt ist. Das betreffende als Rechteck dargestellte Schaltsymbol für einen Widerstand befindet sich dann auf dem gezeichneten Schaltungsplan - von oben gesehen, genau darunter. Somit kann mit einem Blick fest gestellt werden, ob die Schaltung richtig bestückt und vollständig ausgeführt wurde. Bei den Schaltsymbolen für Transistoren werden ebenfalls Klemmen 8 eingesetzt und die drei von den Transistoren abragenden Drähte werden dann in je eine Klemme 8 eingesteckt.
Zum Biegen der Drähte kann eine Biegelehre verwendet werden, mit der auf Länge geschnittene Drahtstücke 9 leicht mit unterschiedlichen Abständen in eine U-Form gebogen werden können.
Als Variante wäre es auch möglich, an Stelle der zur Batterie führenden Verbindungsleitung 7 oben und unten eine Leiterschiene anzuordnen und von dieser den Strom abzunehmen. An Stelle von Trockenbatterien könnten natürlich auch andere Stromquellen verwendet werden.
Eine Ausführungsvariante besteht darin, die Klemmen 8 auf ihrer Unterseite statt mit Stiften 20 mit einer Klebschicht zu versehen, die eine lösbare Befestigung auf einem als Unterlage dienenden durchsichtigen Zwischenträger ermöglicht. Dieser Zwischenträger kann eine über den Schaltungsplan gelegte durchsichtige Kunststoff-Folie oder Glasplatte sein.
Eine weitere Variante besteht darin, die Klemmen 8 durch Magnetkraft, welche durch den Schaltungsplan 2 hindurchwirkt, festzuhalten. Dabei kann entweder die Platte 14 oder die Klemme 8 aus permanent magnetisiertem Material bestehen.
The invention relates to an electrical Lehrbauka most.
There are already electrical training kits known in which the electrical connections of the individual components were firmly soldered or made by detachable plugs.
The circuit structures produced in this way usually deviate from the circuit diagram drawn with regard to FIG
The arrangement of their specific components and connecting lines differs quite a lot, so that - especially with more complicated circuits - the current flows become confusing and the students can easily lose track of them. In addition, changes to soldered connections are cumbersome.
There are also known cube-like block modules which can be joined together and which contain components such as resistors, capacitors, transistors or the like inside and which are provided with the respective circuit diagrams on the outside. The contact pressure between the individual blocks is maintained by magnetic force.
However, it is disadvantageous that the number of block modules must be limited, otherwise the storage at the sales outlets is too large. In addition, such cube-shaped blocks are bulky and expensive and they can no longer be used as a whole if the component in question, e.g. becomes defective due to a short circuit.
The object to be solved with the invention is to create an electrical training kit in which commercially available components such as resistors, capacitors, transistors and. Like. Can be used without soldering and the circuit structure can be produced in a precise assignment of the specific components to drawn circuit diagrams, the distances between the connection points being able to be selected as desired in the circuit diagrams.
The invention with which this is possible is characterized by several terminals, each containing an electrically conductive part, serving as detachable electrical connection points, which can be removably attached to or above an exchangeable circuit diagram, and a pad used to attach the terminals.
Since the terminals can be easily detachably attached at any point above the circuit diagram, it is possible to arrange the individual commercially available components exactly in accordance with a drawn circuit diagram.
This makes the understanding of the electrical interrelationships of a circuit and the circuit structure much easier for the students and makes it easy to remember. In addition, since the circuit diagram recorded on a sheet of paper can easily be exchanged, practically any kits can be built in this way, even for experiments.
In the drawing, an embodiment of the subject invention is shown. Show it:
Fig. 1 is a plan view of the teaching kit, in which the specific components are only partially built up.
Fig. 2 is a section along the line II-II in Fig. 1,
Fig. 3 is a perspective view of a pluggable
Clamp,
FIG. 4 shows a cross section through the clamp according to FIG. 3.
5 shows a development of a plug-in spring,
6 shows a section along the line VI-VI in FIG. 1.
The electrical training kit is in a box
1 which can preferably be provided with lateral compartments, not shown in the drawing, for receiving electrical and electronic components. On the flat top of a plate 14 is a on a sheet of paper. The like.
recorded circuit diagram 2 laid. On this circuit diagram 2, the switching symbols and their electrical connection are shown in the usual way, so z. B. resistors, capacitors, transistors, lamps and connection lines. Below the plate 14 there is a base 15 of the same size made of a light material.
The power source is formed by several rod-shaped dry batteries 3, which are connected in series and are each held by a removable bracket 4 provided with pins 5. The two poles, namely the plus and minus pole of the battery 3, each bear against a spring 6 which is inserted into a terminal 8, see FIG. 6. As can be seen from FIG. 2, the batteries 3 are located in a side channel of the
Plate 14.
When building the circuit with specific components such as resistors 10, connecting line 9, these are arranged above the circuit diagram shown. Terminals 8 of the type shown in FIGS. 3 and 4 are arranged at the junctions or branch points.
These plug-in springs 16, which are provided with a plastic housing, are provided at the bottom with one or preferably with two protruding pins 20 similar to drawing pins. In the plastic housing there is also a metallic plug-in spring 16 which is provided with two inwardly bent inner spring legs 17. The upper ends of these resilient tongues 17 form a spring jaw 18 for the clamping attachment of
Wires of different diameters. The outer spring legs 23 are connected at the top by a connecting part 24 in which several holes 19 are present in a row, so that pieces of wire inserted into these holes 19 are held by the tongues 17 with sufficient contact pressure.
So that the tongues 17 can spring independently of one another and different wire thicknesses can be used, the plug springs 16 have slots 25 running parallel to each other, see Fig. 5. The outer spring legs 23 of the plug spring 16 are firmly connected to the housing wall, for example with protruding pins 27 on the inner housing wall, which fit into bores 26.
At all points of the drawn circuit diagram where a line branching, a node or the like.
is present, terminals 8 are arranged. This is done in such a way that these terminals 8 with their downwardly projecting pins 20 through the circuit diagram 2 drawn into the plate made of relatively soft material
14 are inserted and thus held on this. The
Plate 14 can, for example, be one that is customary in the construction industry
Be an insulating plate so that the pins 20 of the terminals 8 can be easily inserted by pressing with the fingers and thus attached to the plate 14. It would, however, also be possible to use softwood, cork, plastic foam or the like as material for the plate 14. It is only essential that that
Material does not crumble, some resistance to that
Has penetration of the pins 20, and preferably has a certain elasticity, so that the once through the pins
20 holes created close again by themselves.
The terminals 8 are now plugged into the connection points of the drawn circuit diagram, and the electrically conductive connection in the form of U-shaped bent pieces of wire 9 is made by inserting their ends into the holes 19 of these
Terminals 8 are inserted. The wire ends - which ones too
Connecting wires 11 of resistors, transistors or the like.
can be from the electrically conductive plug springs
16 of the clamps 8 held and can also be easily released again if necessary, so that the concrete components after
Use for another circuit construction are reusable.
In Fig. 1, only part of the circuit with specific components such. B. is provided with a resistor 10 which is inserted between two terminals 8. The relevant circuit symbol for a resistor, shown as a rectangle, is then on the circuit diagram drawn - viewed from above, exactly below. This means that it can be determined at a glance whether the circuit has been correctly equipped and fully implemented. Terminals 8 are also used for the circuit symbols for transistors and the three wires protruding from the transistors are then plugged into a terminal 8 each.
To bend the wires, a bending jig can be used with which wire pieces 9 cut to length can easily be bent into a U-shape at different distances.
As a variant, it would also be possible to arrange a conductor rail at the top and bottom instead of the connecting line 7 leading to the battery and to draw the current therefrom. Instead of dry batteries, other power sources could of course also be used.
One embodiment variant consists in providing the clamps 8 with an adhesive layer on their underside instead of with pins 20, which enables a detachable attachment to a transparent intermediate carrier serving as a base. This intermediate carrier can be a transparent plastic film or glass plate placed over the circuit diagram.
Another variant consists in holding the terminals 8 in place by means of magnetic force which acts through the circuit diagram 2. Either the plate 14 or the clamp 8 can consist of permanently magnetized material.