DE2648984B2

DE2648984B2 - Bausatz zum Aufbau elektrischer Schaltungen

Info

Publication number: DE2648984B2
Application number: DE19762648984
Authority: DE
Inventors: Norbert Dipl.-Ing. 5100 Aachen Arend
Original assignee: Hps System Technik Lehr- and Lernmittel 4300 Essen GmbH
Current assignee: Hps System Technik Lehr- and Lernmittel 4300 Essen GmbH
Priority date: 1976-10-28
Filing date: 1976-10-28
Publication date: 1979-08-30
Also published as: DE2648984A1; DE2648984C3

Description

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Die Erfindung betrifft einen Bausatz zum Aufbau elektrischer Schaltungen, bestehend aus einer Mehr- f>o zahl von Bausteinen mit elektrisch und/oder elektronischen Bauelementen, wobei die Bausteine auf ihrer Frontseite Anschlußbuchsen aufweisen, die an den Längs- und Querseiten an bestimmten Stellen so angeordnet sind, daß die einzelnen Bausteine jeweils t>3 mittels mindestens zwei zweipoligen Verbindungssteckern mechanisch und elektrisch miteinander verbindbar sind, und wobei die nicht über Verbindungsstecker miteinander verbindbaren Anschlußbuchsen über Verbindungsleitungen miteinander verbindbar sind.

Bausätze der zuvor beschriebenen Art werden sowohl in der schulischen Ausbildung, also in Schulen, Fachschulen usw-, als auch in der beruflichen Ausbildung, also in Lehrwerkstätten, Berufsschulen usw., verwendet. Bei dem bekannten Bausatz zum Aufbau elektrischer Schaltungen, von dem die Erfindung ausgeht (vgl. Funkschau 1967, Heft 10, Seiten 309 bis 312), führen an den beiden Querseiten der Bausteine jeweils Stromversorgungsleitungen über die Bausteine, die über einander zugeordnete Anschlußbuchsen in den Ecken der Frontseite der Bausteine und jeweils einen zweipoligen Verbindungsstecker von baustein zu Baustein weitergeführt werden. Jeweils zwei Bausteine sind also zunächst dort, wo die Anschlußbuchsen für die Stromversorgung angeordnet sind, über mindestens zwei zweipolige Verbindungsstecker mechanisch und elektrisch miteinander verbindbar. Weitere Anschlußbuchsen zweier Bausteine sind im übrigen entweder über weitere zweipolige Verbindungsstecker oder über Verbindungsleitungen nach Maßgabe der aufzubauenden elektrischen Schaltung miteinander verbindbar. Bei dem bekannten Bausatz zum Aufbau elektrischer Schaltungen müssen sämtliche Bausteine für eine Schaltung stets so nebeneinander angeordnet sein, daß die Anschlußbuchsen für die Stromversorgung miteinander fluchten und die grundlegende mechanische und elektrische Verbindung der Bausteine miteinander herstellbar ist. Die Variationsmöglichkeiten dieses bekannten Bausatzes in mechanischer Hinsicht sind also wenig befriedigend. Unter Berücksichtigung der Benutzung derartiger Bausätze durch elektrotechnisch ungeübte Personen (Schüler) von besonderer Bedeutung ist, daß die Anschlußbuchsen für die Stromversorgung und die übrigen Anschlußbuchsen sich in nichts voneinander unterscheiden und daher leicht Fehlschaltungen vorkommen können, durch die die empfindlichen elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente zerstört werden.

Im übrigen sind Bausätze zum Aufbau elektrischer Schaltungen bekannt, (vgl. das DE-GM 6902036 und die US-PS 3278736), bei denen gesonderte Anschlußstecker und Anschlußbuchsen für die Stromversorgung seitlich auf den einander zugewandten Längs- bzw. Querseiten benachbarter Bausteine vorgesehen sind. Durch seitliches Aneinanderfügen der Bausteine werden die Verbindungen der Anschlußstecker und Anschlußbuchsen und so gleichzeitig die mechanische und elektrische Verbindung der Bausteine miteinander hergestellt. Gegebenenfalls sind weitere auf der Frontseite der Bausteine angeordnete Anschlußbuchsen vorgesehen, (vgl. die US-PS 3 278 736), die nicht der Stromversorgung dienen und wahlweise über Verbindungsleitungen miteinander verbindbar sind. Auch diese Bausätze sind hinsichtlich der mechanischen Variationsmöglichkeiten nicht befriedigend. Im übrigen sind diese Bausätze insofern unpraktisch, als die Anschlußstecker bzw. die Anschlußbuchsen auf Front-, Längs- und Querseiten verteilt sind.

Schließlich ist ein Bausatz zum Aufbau elektrischer Schaltungen bekannt (vgl. die DE-OS 2147068), bei dem die Bausteine auf der Frontseite Anschlußbuchsen aufweisen, die über Verbindungsleitungen miteinander verbindbar sind, und auf der Rückseite An-

schlußstecker für die Stromversorgung aufweisen, die in Anschlußbuchsen einer Grundplatte od. dgl. einsetzbar sind. Die mechanische und, hinsichtlich der Stromversorgung, elektrische Verbindung der Bausteine erfolgt hier nicht über Verbindungsstecker, ' sondern über die Grundplatte, was einen erheblichen technischen Aufwand erfordert und die Variationsmöglichkeiten begrenzt.

Ausgehend von dem zuvor erläuterten Stand der Technik liegt c'er Erfindung nun die Aufgabe zu- "» gründe, den bekannten, eingangs beschriebenen Bausatz zum Aufbau elektrischer Schaltungen so auszugestalten und weiterzubilden, daß einerseits auch bei einem Aufbau komplizierter elektrischer Schaltungen Fehlschaltungen verhindert werden und daß anderer- ι > seits breite VariationsmögHchkeiten und eine hohe Stabilität in mechanischer Hinsicht gewährleistet sind.

Der erfindungsgemäße Bausatz, bei dem die zuvor aufgezeigte Aufgabe gelöst ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei zweipolige Verbindungs- -^ü stecker als Vierpolstecker ausgeführt und die Anschlußbuchsen und Vierpoisiccker für die Stromversorgung vorgesehen sind, daß an jeder Längsseite bzw. jeder Querseite der Bausteine a = 2, 4, 6 .. bzw. b = 2,4,6... Anschlußbuchsen in einem Rastermaß 2~> angeordnet sind, daß innerhalb der von den Anschlußbuchsen begrenzten Fache Signalbuchsen zum Anschluß von Signalleitungen angeordnet sind und daß die Anschlußbuchsen und die Signalbuchsen miteinander unverwechselbar angeordnet und/oder aus- jo gebildet sind. Die erfindungsgemäß vorgenommene Zusammenfassung von jeweils zwei zweipoligen Verbindungssteckern zu einem Vierpolstecker hat zunächst zur Folge, daß zwei Bausteine über einen solchen Vierpolstecker außerordentlich fest mechanisch » miteinander verbunden sind, wesentlich fester als durch zwei zweipolige Verbindungsstecker, da die dort mögliche parallelogrammartige Verschiebung der Längsachsen der Verbindungsstecker bei dem erfindungsgemäß eingesetzten Vierpolstecker nicht möglich ist. Diese erfindungsgemäß vorgesehenen Vierpolstecker sind allein für die Stromversorgung vorgesehen und wirken mit den ebenfalls allein für die Stromversorgung vorgesehenen Anschlußbuchsen zusammen. Die erfindungsgemäß vorgesehene An-Ordnung einer Vielzahl von Anschlußbuchsen an jeder Längsseite bzw. jeder Querseite de»· Bausteine in einem Rastermaß gewährleistet, daß die einzelnen Bausteine des erfindungsgemäßen Bausatzes einander in großer Freiheit zugeordnet werden können. Die allein für die Stromversorgung vorgesehenen Anschlußbuchsen sind auf der Frontseite der Bausteine angeordnet, was für die Handhabungsweise des erfindungsgemäßen Bausatzes praktisch ist. Gleichwohl werden Fehlschaltungen, die zur Zerstörung der empfindlichen elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente führen könnten dadurch verhindert, daß die erfindungsgemäß vorgesehenen Signalbuchsen innerhalb der von den Anschlußbuchsen begrenzten Fläche unverwechselbar mit den Anschlußbuchsen angeord- eo net und/oder ausgebildet sind. Zwischen den Anschlußbuchsen und den Signalbuchsen ist also erfindungsgemäß ein qualitativer Unterschied verwirklicht, so daß der erfindungsgemäße Bausatz hinsichtlich elektrischer Fehlschaltungen »narrensicher« ist.

Im einzelnen gibt es verschiedene Möglichkeiten, den erfindungsgemäßen Bausatz auszugestalten und weiterzubilden, was im folgenden nur beispielhaft erläutert werden soll.

Wählt man zunächst das Verhältnis α (Anzahl der Anschlußbuchsen an jeder Längsseite dtr Bausteine) zu b (Anzahl der Anschlußbuchsen an jeder Querseite der Bausteine) gleich 3:2, so ergibt sich ein äußerst bündiger Abschluß einer mit dem erfindungsgemäßen Bausatz aufgebauten elektrischen Schaltung dann, wenn jeweils drei Bausteine, die mit ihren Längsseiten nebeneinander angeordnet sind, mit ihren Querseiten den Längsseiten von zwei Bausteinen zugeordnet werden, die mit ihren Querseiten nebeneinander angeordnet sind.

Bei dem erfindungsgemäßen Bausatz sind die einzelnen Bausteine zunächst passiv, d. h. sie bedürfen einer äußeren Stromversorgung über die Anschlußbuchsen. Ist mit Hilfe des erfindungsgemäßen Bausatzes eine elektrische Schaltung aufgebaut worden, so wird die Versorgungsspannung von einem besonderen Netzgerät, das gleichfalls in Form eines Bausteines ausgeführt sein kann, über die Anschlußbuchsen und Vierpolstecker von Baustein zu P justein durchgeschieifi. Die einzelnen Anschlußbuchfen innerhalb der Bausteine sind dabei so miteinander verbunden, daß eine erste Gruppe von miteinander verbundenen Anschlußbuchsen und eine zweite Gruppe von miteinander verbundenen Anschlußbuchsen vorliegt, wobei nebeneinander angeordnete Anschlußbuchsen abwechselnd zu der ersten und zu der zweiten Gruppe gehören. Damit nun bei der Zuführung einer Gleichspannung als Versorgungsspannung r.u einem Baustein des erfindungsgemäßen Bausatzes nicht darauf geachtet werden muß, welche Anschlußbuchse positives Potential und welche negatives Potential bekommt, geht eine weitere Lehre der Erfindung dahin, den Anschlußbuchsen jedes Bausteines mindestens eine eine Verpolung verhindernde Gleichrichterbrücke nachzuschalten -, so daß den elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen innerhalb der Bausteine die Versorgungsspannung stets !n richtiger Polung zugeführt wird.

Um bei einer aus vielen Bausteinen des erfindungsgem'Jkn Bausatzes aufgebauten elektrischen Schaltung einzelne Bausteine auch dann einfach entfernen zu können, wenn diese Bausteine an allen vier Seiten an benachbarte Bausteine angrenzen ist es vorteilhaft, wenn einerseits der Abstand der Anschlußbuchsen von den Längs- bzw. Querseiten der Bausteine und andererseits der Abstand der Steckerstifte der Vierpolstecker so aufeinander abgestimmt sind, daß zwischen den aneinander grenzenden Längs- bzw. Querseiten benachbarter Bausteine ein Spiel, beispielsweise von ca. 1 mm, bleibt. Ein falsches Einstecken der Vievpolstecker wird sicher verhindert, wenn die Vierpnlstecker jeweils eine Führungslanze od. dgl. aurweisen. Schließlich ist es in Hinsicht auf die Handhabbarkeit der Vierpolstecker vorteilhaft, «ve η η diese jeweils einen Betätigungsknopf od. dgl. aufweisen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführliche*, erläutert; es zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung, einen Ausschnitt aus einer mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Bausatzes aufgebauten elektrischen Schaltung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Gehäuse eines Bausteines aus dem Bausatz nach Fig. 1,

Fig. 3 abschnittweise, einen Schnitt durch den Gegenstand nach Fig. 2 längs der Linie IU-III,

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Deckel eines Bau-

Steines aus dem Bausatz nach Fig. 1,

Fig. 5 einen Schnitt durch den Gegenstand nach Fig. 4 längs der Linie V-V,

Fig. 6 einen Schnitt durch den Gegenstand nach Fig. 4 längs der Linie VI-VI,

Fig. 7 in vergrößerter Darstellung, den Ausschnitt VII aus dem Gegenstand nach Fig. 5,

Fig. 8 wiederum in vergrößerter Darstellung, den Ausschnitt VIII aus dem Gegenstand nach Fig. 6,

Fig. 9 in perspektivischer und vergrößerter Darstellung, einen Haustein aus dem Bausatz nach Fig. 1 und

Fig. 10 wiederum in perspektivischer und vergrößerter Darstellung, ausschnittsweise einen Bauelementeträger des Bausteines nach Fig. 9.

Der erfindungsgemäße Bausatz dient, wie in Fig. I angedeutet, zum Aufbau elektrischer Schaltungen und besteht zunächst aus einer Mehrzahl einzelner Bausteine i. Die Hausteine 1 weisen jeweils eine Mehrzahl von Anschlußbuchsen 2 und Signalbuchsen 3 auf und enthalten elektrische und/oder elektronische Bauelemente 4. von denen in Fig. IO nur eins angedeutet ist.

Wie die Fig. I zeigt, sind die Anschlußbuchsen 2 an der Frontseite 5 der Bausteine 1 vorgesehen und die Bausteine 1 jeweils mittels zwei den Anschlußbuchsen 2 angepaßter zweipoliger Verbindungsstekker mechanisch unde!-':trisch miteinander verbindbar bzw. verbunden, die als Vierpolstecker 6 ausgeführt sind. Dabei sind die Anschlußbuchsen 2 und die Vierpolsteckcr 6 allein für die Stromversorgung vorgesehen.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind, wie insbesondere die Fig. 1 und 9 zeigen, die Anschlußbuchsen 2 umlaufend an den Längsseiten 7 und an den Querseiten 8 der Bausteine 1 angeordnet. An jeder Längsseite 7 der Bausteine 1 sind sechs Anschlußbuchsen 2 und an jeder Querseite 8 der Bausteine 1 sind vier Anschlußbuchsen 2 in einem Rastermaß vorgesehen, so daß das Verhältnis der Anzahl der Anschlußbuchsen 2 an den Längsseiten 7 der Bausteine 1 zu der Anzahl der Anschlußbuchsen 2 an den Querseiten 8 der Bausteine 1 3:2 ist. Daraus folgt dann, wie in Fig. 1 dargestellt, daß nach außen ein bündiger Abschluß der Bauelemente 1 entsteht, wenn jeweils drei Bausteine 1, die mit ihren Längsseiten 7 nebeneinander angeordnet sind, jeweils zwei Bausteinen 1 zugeordnet werden, die mit ihren Querseiten 8 nebeneinander angeordnet sind.

Aus den Fig. 1, 9 und 10 ist zu erkennen, daß im dargestellten Ausfuhrungsbeispiel die Signalbuchsen 3 innerhalb der von den Anschlußbuchsen 2 be- > grenzten Fläche angeordnet sind und einen anderen Innendurchmesser und einen anderen Buchsenabstand aufweisen als die Anschlußbuchsen 2. Dadurch wird verhindert, daß Anschlußbuchsen 2 einerseits und Signalbuchsen 3 andererseits miteinander ver wechselt werden.

In Fig. 1 ist nur angedeutet, daß die Vierpolstekker 6 vier Steckerstifte 9 aufweisen und jeweils zwei Steckerstifte 9 galvanisch miteinander verbunden sind und daß einerseits der Abstand der Anschlußbuch-'· sen 2 von den Längs- und Querseiten 7, 8 der Bausteine 1 und andererseits der Abstand der zugeordneten Steckerstifte 9 der Vierpolstecker 6 so aufeinander abgestimmt sind, daß zwischen den ancinandcrgrenzenden Längs- bzw. Querseiten 7, S benachbarter

-'" Bausteine 1 ein Spiel, z. B. von ca. 1 mm bleibt. Im übrigen weisen die Vierpolstecker 6 jeweils einen Betätigungsknopf 10 auf.

Die Fig. 2, 3, 4 und 9 zeigen, daß im dargestellten .Ausführungsbeispie! die Bausteine 1 jeweils ein ein-

-'"' seitig offenes Gehäuse 11 und einen dem Gehäuse 11 zugeordneten Deckel 12 aufweisen. Die Gehäuse 11 und die Deckel 12 der Bausteine 1 sind mit einander zugeordneten Nuten 13 und Federn 14 versehen, so daß die Deckel 12 auf die Gehäuse 11 aufgedrückt

i" werden können und dann die Federn 14 in die Nuten 13 einrasten.

Die einzelnen Bausteine 1 sind jeweils mit einem - in Fig. 10 dargestellten - Bauelementeträger 15 versehen, der im dargestellten Ausführungsbeispiel

ί· nicht nur die Bauelemente 4 trägt, sondern auch mit den Anschlußbuchsen 2 und den Signalbuchsen 3 versehen ist. Die Anschlußbuchsen 2 und die Signalbuchsen 3 sind also nicht an den Deckeln 12 der Bausteine 1 befestigt, vielmehr weisen die Deckel 12 der

»" Bausteine 1 lediglich den Anschlußbuchsen 2 und den Signalbuchsen 3 zugeordnete Durchtrittsöffnungen 16, 17 auf. Wie die Fig. 7 und 8 zeigen, sind die Durchtrittsöffnungen 16, 17 in den Deckeln 12 der Bausteine 1 nach innen konisch erweitert. Im übrigen

J' sind die für die Signalbuchsen 3 vorgesehenen Durchtrittsöffnungen 17 in den Deckeln 12 der Bausteine 1 zunächst nur über Sollbruchstellen 18 vorgeformt, wie dies insbesondere aus Fig. 8 zu ersehen ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Bausatz zum Aufbau elektrischer Schaltungen, bestehend aus einer Mehrzahl von Bausteinen mit elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen, wobei die Bausteine auf ihrer Frontseite Anschlußbuchsen aufweisen, die an den Längsund Querseiten an bestimmten Stellen so angeordnet sind, daß die einzelnen Bausteine jeweils mittels mindestens zwei zweipoligen Verbindungssteckern mechanisch und elektrisch miteinander verbindbar sind, und wobei die nicht über Verbindungsstecker miteinander verbindbaren Anschlußbuchsen über Verbindungsleitungen miteinander verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei zweipolige Verbindungsstecker als Vierpolstecker (6) ausgeführt und die Anschlußbuchsen (2) und Vierpolstecker (6) für die Stromversorgung vorgesehen sind, daß an jeder Längsseite (7) bzw. jeder Querseite (8) der Bausleine (1) a = 2, 4, 6... bzw. b = 2, 4, 6... Anschlußbuchsen (2) in einem Rastermaß angeordnet sind, daß innerhalb der von den Anschlußbuchsen (2) begrenzten Fläche Signalbuchsen (3) zum Anschluß von Signalleitungen angeordnet sind und daß die Anschlußbuchsen (2) und die Signalbuchsen (3) miteinander unverwechselbar angeordnet und/oder ausgebildet sind.

2. Bausatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis α: b gleich 3:2 ist.

3. Bausat:' nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Anschlußbuchsen (2) jedes Bausteines (1) mindestens eine eine Verpolung verhindernde Gleicftrichisrbrücke nachgeschaltet ist.

4. Bausatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits der Abstand der Anschlußbuchsen (2) von den Längsbzw. Querseiten (7 bzw. 8) der Bausteine (1) und andererseits der Abstand der Steckerstifte (9) der Vierpolstecker (6) so aufeinander abgestimmt sind, daß zwischen den aneinander grenzender Längs- bzw, Querseiten (7 bzw. 8) benachbarter Bausteine (1) ein Spiel bleibt.

5. Bausatz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vierpolstecker (6) jeweils eine Führungslanze od. dgl. aufweisen.

6. Bausatz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vierpolstecker (6) jeweils einen Betätigungsknopf (10) od. dgl. aufweisen.

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