DE2026083A1 - Schülerversuchsgerät zur Durchführung elektrischer Versuche - Google Patents

Description

• Schülerversuchsgerät zur Durchführung elektrischer Versuche Die Erfindung bezieht sich auf ein Schülerversuchsgerät zur Durchführung elektrischer Versuche, das aus einem flachen Kasten mit abgeschrägter Vorderseite besteht.
• Bekannte Elektrobaukästen zu Lehrzwecken enthalten einzelne elektrische Schaltelemente, die nach Belieben oder beigefügten Gebrauchs anweisungen zu Schaltgruppen zusammengesetzt werden können. Es sind auch Lehrbaukästen bekannt, bei denen elektrische Schaltelemente in vorgefertigten Halterungen zu Funktionseinheiten zusammenfügbar sind. Die bei kannten Lehrbaukästen gestatten jedoch meist keine übersichtliche Anordnung der Schaltelemente, so daß sich der Schüler den Schaltungsaufbau nur schlecht einprägen kann. Schülerversuchsgeräte müssen einen einprägsamen Aufbau und eine übersichtliche Schaltung besitzen, wobei die Wirkung der Elektrizität in anschaulicher und leicht faßbarer Weise wahrnehmbar sein soll.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Schülerversuchsgerät zu schaffen, in dem einmal die wichtigsten Schaltelemente aufbewahrt werden können und das zum anderen einen übersichtlichen und einprägsamen Zusammenbau von elektrischen Schaltungen zuläßt.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Schülerversuchsgerät der eingangs geschilderten Art dadurch gelöst, daß die Oberfläche des Kastens einen Arbeitstisch bildet, dessen Fläche Aussparungen zum Einstecken von elektrischen Schaltelementen, die zum Teil durch auflegbare Folien abdeckbar sind, aufweist, in dessen Seiten aus dem Kasten herausziehbare Fächer zur Aufnahme der Schaltelemente vorgesehen und an dessen abgeschrägter Vorderseite Kontrolllampen und Schalter angeordnet sind. Unter der abgeschrägten Vorderseite des Kastens ist ein Transformator, ein Gleichrichter und eine Magnetsicherung zur Versorgung des Gerätes über einen Netzanschluß mit Wechsel- und Gleichstrom von niedriger Spannung untergebracht. Die Aussparungen auf der Fläche des Arbeitstisches gestatten das Einstecken von den in den aus dem Kasten herausziehbaren Fächern untergebrachten Schaltelementen. Um einen übersichtlichen Schaltungsaufbau zu ermöglichen, ist der Arbeitstisch durch Folien abdeckbar, die nur die Aussparungen freilassen, die zum Aufstecken der für die jeweiligen Versuche benötigten Schaltelemente notwendig sind. Vor dem Verbinden der Schaltelemente durch leitende Kabel kann die geplante Versuchsschaltung mit einem Stift auf die die nicht benötigten Aussparungen abdeckende Folie aufgezeichnet werden. Dabei ist es zweckmäßig, die Folien aus PVC herzustellen, da sich dieser Kunststoff mit Spezialstiften leicht beschreiben läßt. Durch die übersichtliche Anordnung der einzelnen Schaltelemente und den einprägsamen Aufbau der Schaltungen ist das erfindungsgemäße Gerät zu Lehrzwecken hervorragend geeignet. Gleich-und Wechselstrom können durch einfache Schalterbetätigung in die Versuchsanordnung eingeleitet werden, so daß sich die unterschiedlichen Wirkungen der Elektrizität und deren Beeinflussung von Magnetfeldern leicht faßbar darstellen läßt.
• Die aus dem Kasten herausziehbaren Fächer zur Aufnahme der Schaltelemente können als Schubladen ausgebildet sein. Eine noch übersichtlichere Anordnung der Schaltelemente in den Fächern läßt sich erreichen, wenn diese um an der hinteren Kastenseite links und rechts senkrecht angeordnete Achsen schwenkbar sind.
• Die einzelnen Folien, deren Lochanordnungen jeweils bestimmte Versuche festlegen, lassen sich zweckmäßigerweise in einer unter der Arbeitsfläche des Tisches angeordneten Ablage aufbewahren.
• In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung läßt sich eine schnelle Verbindung der einzelnen Schaltelemente mit leitenden Kabeln dadurch erreichen, daß die Schaltelemente Schnellklemmen für die Kabelanschlüsse besitzen, die aus in einem Zylinder gleitenden, federbelasteten Kolben bestehen, der eine Bohrung aufweist, die in ihrer unteren Stellung mit einer den Zylinder durchsetzenden Bohrung fluchtet. Weiterhin ist es zweckmäßig, auf den Arbeitstisch zwei Schnellklemmen zur Stromzuführung anzuordnen, die für die jeweiligen Versuche das speisende Netz darstellen.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist auf den Arbeitstisch eine rechteckige Schutzhaube mit ebener Oberfläche aufsetzbar. Dabei ist diese Haube zweckmäßigerweise so hoch ausgebildet, daß sie eine aufgebaute Versuchsanordnung abdeckt und nach Abbau des Versuchs zur Aufbewahrung des elektrischen Zuführungskabels dient.
• Die ebene Oberfläche der Abdeckplatte erlaubt es, mehrere Geräte mit aufgebauten Versuchen aufeinander zu stapeln, In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können an der abgeschrägten Vorderseite neben den Schaltern auch Ampere- und/oder Voltmesser angeordnet sein, um die Spannungen und Stromstärken kontrollieren zu können.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 eine Schrägansicht des erfindungsgemäßen Gerätes und Fig. 2 eine vergrößerte Teilansicht des Gerätes nach Fig. 1 teilweise im Schnitt.
• Das erfindungsgemäße Schülerversuchsgerät besteht in seinem Grundaufbau aus einem flachen Kasten 1, dessen Vorderseite 2 abgeschrägt ist. Die Oberfläche des Kastens 1 bildet einen Arbeitstisch 3, dessen Fläche von zahlreichen Aussparungen 4 durchsetzt ist. An der hinteren Seite des Arbeitstisches 3 sind zwei Schnellklemmen zur Stromzuführung vorgeschen. Unter der abgeschrägten Vorderseite 2 des Kastens l ist ein Transformator, ein Gleichrichter, eine Magnetsicherung und die zur Versorgung des Gerätes mit elektrischem Strom notwendigen Schaltelemente und Kabel untergebracht. Dem Gerät wird über den an der Seite der abgeschrägten Vorderfont angebrachten Stecker 6 über ein Netzkabel Netzspannung zugeführt. Die Fläche des Arbeitstisches 3 ist von einem die Arbeitsfläche überragenden rechteckigen Rahmen 7 eingefaßt. Zur Abdeckung der Fläche des Arbeitstisches 3 sind Folien 8 vorgesehen, die Aussparungen 9 für die Schnellklemmen 5 besitzen. Die Folien 8 sind dem den Arbeitstisch 3 einfassenden Rahmen 7 so angepaßt, daß sie nach ihrem Auflegen die Arbeitstischfläche vollständig bedecken und mit ihrer Oberfläche bündig mit der Oberkante des Rahmens 7 abschliessen. Die auflegbaren Folien 8 decken die auf dem Arbeitstisch 3 befindlichen Aussparungen 4 bis auf die Aussparungen ab, die sich mit den Aussparungen lo auf der Folie 8 decken.
• Der Arbeitstisch 3 des Kasten 1 ist durch die aufsetzbare Plastikhaube 11 abdeckbar, die über den äußeren Rand des Rahmens 7 geschoben werden kann.
• An den Seiten 12 und 13 des Kastens 1 sind ausschwenkbare Fächer 14, 15 angeordnet. Diese Fächer 14, 15 sind um an der hinteren Kastenseite links und rechts senkrecht angeordnete Achsen 16 schwenkbar. Im eingeschwenkten Zustand rastet in die Rastmulde 17 eine Arretierung ein, die durch die Knöpfe 18 und 19 auslösbar ist. In den Fächern 14, 15 sind die für die Versuchsdurchführungen erforderlichen Schaltelemente 20 untergebracht. Zur übersichtlichen Anordnung der Schaltelemente 20 sind in die Fächer 14, 15 Kunststoffhalterungen eingelegt, die der Form der Schaltelemente angepaßt sind und diese in ihrer Lage festlegen.
• An der Kastenseite 12 sind weiterhin Buxen 21 zur zusätzlichen Abnahme von Strom angeordnet. An der abgeschrägten Vorderseite 2 des Kasten 1 befinden sich Schalter 22 und Kontrollampen 23.
• In Fig. 2 ist ein ein Schaltelement 20 bildender Schalter 24 daiRtellt. Dieser Schalter wird mit seinen auf der Unterseite angeordneten Stiften 28 in die Aussparungen lo, die mit den entsprechenden Aussparungen 4 auf dem Arbeitstisch 3 fluchten, eingesteckt und so befestigt. Die Schaltzunge 29, die um die Schnellklaeme 27 schwenkbar ist, kann nach links und rechts bewegt werden, so daß dadurch leitende Verbindungen zwischen den Schnellklemmen 27 und 26 und 27 und 25 hergestellt werden. In seiner mittleren Stellung ruht die Zunge auf dem Plastiksockel 30 und stellt keine leitende Verbindung herO Die Schnellklemmen 25, 26, 27 bestehen aus einem zylindrischen RohrstUck 31, in dem ein durch die Feder 32 belasteter Kolben 33 gleitet, der an seinem oberen Ende den Knopf 34 trägt. Um zu verhindern, daß die Feder 25 den Kolben 33 aus dem Zylinder 31 herausdrückt, ist ein Arretierungsstift 35 vorgesehen, der die Kolbenbewegung durch die Länge des Langloches 36 begrenzt. In der unteren Lage des Kolbens 33, die durch die Auflage des Knopfes 34 an dem oberen Rand des Zylinders 31 bestimmt ist, fluchten in dem Kolben und dem Zylinder angebrachte Bohrungen 37 miteinander. Bei den Schnellklemmen 5 ist die obere Lage des Kolbens durch an dem Kolben und dem Zylinder angebrachte Stege begrenzt.
• Im folgenden wird kurz die Benutzung des erfindungsgemäßen Gerätes beschrieben. Nach Betätigung der Knöpfe 18 und 19 schwenken die Fächer .14 und 15 unter der Wirkung einer Spreizfeder aus dem Kasten 1 heraus. Nach dem Ausschwenken können aus dem Kasten die auf der Ablage 38 gestapelten Folien 8 entnommen werden. Jede einzelne Folie legt durch die Art ihrer Aussparungen lo bestimmte Vesuche fest. Die dem gewünschten Versuch entsprechende Folie 8 wird sodann in den Rahmen 7 auf die Fläche des Arbeitstisches 3 aufgelegt. Anschliessend werden die benötigten Schaltelemente 20 aus den Fächern 14 und 15 entnommen und in die zugehörigen Aussparungen eingesteckt. Die geplante Schaltung kann sodann mit einem Spezialstift auf die PVC-Folie aufgemalt und gegebenenfalls durch einen Lehrer korrigiert werden. Anschliessend werden über die Schnellklemmen die Verbindungen durch den Anschluß von Kabeln 39 hergestellt. Um die Anschlüsse herzustellen braucht lediglich der Knopf 34 der Schnellklemmen soweit herabgedruckt werden, daß die in dem Zylinder 31 und Kolben 33 vorgesehenen Bohrungen miteinander fluchten. Das Kabel 39 wird mit seinem blanken Ende durch diese Bohrungen hindurchgesteckt.
• Nach Loslassen des Knopfes 34 wird der Draht unter der Wirkung der Feder 25 festgeklemmt. Durch die Betätigung der Schalter 22 können unterschiedliche Spannungen sowie wahl weise Gleich- oder Wechselstrom der Versuchsschaltung über die Schnellklemmen 5 oder Anschlussbuxen 21 zugeführt werden. Der Betrieb der Versuchsschaltung kann über die Kontrollampen 23 überwacht werden. Die auf dem Arbeitstisch 3 vorgesehene mittlere große Aussparung 40 wird bei dem Aufbau eines Elektromotors benötigt, um den rotierenden Anker genügende Preiheit nach unten zu geben. Bei dem Versuchsaufbau eines Elektromotors wird der Rotor in Ständern gelagert, die in den auf dem Arbeitstisch 3 vorgesehenen Aussparungen gehaltert sind. Die Statorwicklungen werden ebenfalls in übersichtlicher Weise in ihrer Lage durch die Aussparungen auf dem Arbeitstisch 3 festgelegt.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung gestattet den Aufbau einer ¢oßen Anzahl einprägsamer elektrischer Versuche.

Claims (8)

Patent ansprüche

1. Schülergerät zur Durchführung elektrischer Versuche, bestehend aus einem flachen Kasten mit abgeschrägter Vorderseite, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Kastens ( 1 ) einen Arbeitstisch ( 3 ) bildet, dessen Fläche Aussparungen (4,40) zum Einstecken von elektrischen Schaltelementen (20, 24), die zum Teil durch auflegbare Folien ( 8 ) abdeckbar sind, aufweist, in dessen Seiten (13,12) aus dem Kasten (1) herausziehbare Fächer (15,16) zur Aufnahme der Schaltelemente (20) vorgesehen und an dessen abgeschrägter Vorderseite g 2 ) Kontrollampen und Schalter (22, 23) angeordnet sind.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fächer (14, 15) als ein- und ausziehbare Schubläden ausgebildet sind.

3. Gerät nach Anspruch X, dadurch gekennzeichnet, daß die Fächer (14,15) um an den Kastenseiten links und rechts senkrecht angeordnete Achsen ( 16 ) sshwenkbar sind.

4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß unter der Arbeitsfläche ( 3 ) eine Ablage ( 38 ) zur Aufnahme der die Aussparungen (4, 40) teilweise abdeckenden Folien ( 8 ) vorgesehen ist.

5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente ( 20 Schnellklemmen ( ,25,26,27) für Kabelanschlüsse besitzen, die aus in einem Zylinder (31) gleitenden, federbelasteten Kolben ( 33 ) bestehen, der eine Bohrung aufweist, die in ihrer unteren Stellung mit einer den Zylinder ( 31 ) durchsetzenden Bohrung ( 37 ) fluchtet.

6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Arbeitstisch ( 3 ) zwei Schnellklemmen ( 5 } zur Stromzuführung angeordnet sind.

7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Arbeitstisch ( 3 ) eine rechteckige Schutzhaube ( 11 ) mit ebener Oberfläche aufsetzbar ist.

8. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der abgeschrägten Vorderseite ( 2 ) Ampere- und/oder Voltmesser angeordnet sind.