DE6938335U

DE6938335U - Elektronikbaukasten

Info

Publication number: DE6938335U
Application number: DE19696938335
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-10-01
Filing date: 1969-10-01
Publication date: 1971-03-04

Description

Elektronikbaukasten

Die betrifft einen Elektronikbaukasten rait elektronischen bzw. elektrischen Schaltungselementen, die ohne Lötverbindung zu einem beliebigen Schaltungsaufbau verbunden werden können.

Es sind Experimentierbaukästen bekannt, mit denen sich elektrische oder elektronische Geräte dadurch herstellen lassen, daß elektrische Schaltungselemente, wie Y/iderstände, Transistoren usw., in entsprechende, nach Art der gedruckten Schaltungen hergestellte Schaltplatten eingelötet oder eingesteckt werden. Die Variationsfähigkeit solcher Baukästen ist sehr begrenzt.

Andere Experimentierkästen umgehen diesen Nachteil, indem die Verdrahtung nicht fest vorgegeben wird, sondern mit losen Drähten vom Benutzer selbst ausgeführt wird. Auf der Grundplatte befinden sich somit nur noch die Befestigungselemente für die einzelnen Bauteile. Das Ergebnis ist ein fliegender Schaltungsaufbau, der infolge seiner Unübersichtlichkeit insbesondere für Anfänger wenig geeignet ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Zuleitungedrähte der Schaltungselemente ungeschützt sind, so daß sie bei häufiger Benutzung an den Schaltelementen abbrechen, wodurch diese unbrauchbar werden.

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Diese Nachteile vermeidet ein anderer Experimentierkasten, bei dem die Schaltungselemente in einzelne, z.B. aus Kunststoff bestehende Bausteine eingebaut sinä. Die Kontaktgabe der Bausteine untereinander erfolgt durch in seitlich angebrachte, versenkte Buchsen eingefügte Steckstifte. Damit lassen sich übersichtliche Schaltungen aufbauen, zumal da auf der Oberseite der Bausteine die normgerechten Schaltsymbole der im Innern eingebauten Schaltungselemente aufgezeichnet sind.

Nachteilig iat hierbei jedoch die Tatsache, daß die einzelnen Bausteine nur durch seitliches Versehieben voneinander gelöst werden können, so daß beim Auswechseln eines Bausteins im Innern einer an sich fertig aufgebauten Schaltung der ganze Schaltungsaufbau auseinandergezogen werden muß.

Es ist auch ein Experimentierkasten bekannt, bei dem die Schaltungselemente und Leitungsverbindungen in Kunststoffblöcke eingebettet sind. Die Kontaktgabe der Bausteine untereinander erfolgt durch an den Seitenwänden der Bausteine angebrachte Federn, die mit Hilfe von kleinen Dauermagneten gegeneinander gepreßt werden. Die Halterung der Bausteine an der Grundplatte erfolgt ebenfalls mittels Magnetkraft.

Dieses bekannte System besitzt jedoch ebenfalls einige Nachteile, insbesondere dann, wenn der Experimentierkasten nicnt als Spielzeug, sondern als Ausbildungshilfe für Lehrlinge, Techniker usw. Verwendung finden soll, die höhere Anforderungen an die Veranschaulichung elektronischer Punktionsubläufe stellen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden , unter Vermeidung der geschilderten Nachteile einen Experimentierbau-

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kasten anzugeben, bei dem die einzelnen Bausteine wie Bauklötze beliebig und ohne Lötarbeiten miteinander verbunden werden können, wobei jedoch das nachträgliche Auswechseln eines einzelnen Schaltungselements in einer aufgebauten Schaltung weiter vereinfacht und eine Möglichkeit vorgesehen sein soll, die es erlaubt, im Innern einer aufgebauten Schaltung ablaufende elektrische bzw. elektronische Punktionen an.geeigneten Meßgeräten, z.B. an einem Oszillographen, direkt sicht-

-γ) bar zu machen, ohne die Schaltung deswegen speziell dafür vorbereiten zu müssen.

Diese Aufgabe wird emäß dadurch gelöst, daß die Bausteine eine achteckige Tragplatte aus Isoliermaterial besitzen, daß an der Tragplatte wenigstens

vier Püße zum " instecken der Bauoteine in eine entsprechend gelochte Grundplatte befestigt sind, daß an der Tragplatte zwischen den Püßen Befestigungsmittel zum Befestigen von Kontaktfedern vorgesehen sind, daß diese

.20 Kontaktfedern einen längeren Kontaktarm mit eingeprägtem Kontaktnoppen zum Kontaktieren der Bausteine untereinander und zwei kürzere Arme besitzt, von denen der C eine einen V-förmigen Einschnitt und eine durch seit-' liehe Aussparungen erzielte Querschnittsverjüngung

aufweist, der andere als Meßkontakt dient, der durch in der Tragplatte entsprechend angeordnete Bohrungen erreichbar ist, und daß auf der Oberseite der Tragplatte das elektrische Schaltungssymbol des jeweils in dem Baustein eingebauten elektrischer Schaltungselements angebracht ist.

Damit ergeben sich die Vorteile, daß selbst bei dichtester Packung der Bausteine auf der Grundplatte zwi-

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sehen den einzelnen Bausteinen aufgrund der abgeschrägten Ecken der Tragplatte so viel Plata bleibt, daß einzelne Bausteine.ohne Werkzeug und ohne Beeinträchtigung des Gesamtaufbaues ausgewechselt werden können, daß die Bausteine leicht und billig herstellbar sind, daß die elektrischen bzw. elektronischen Schaltungselemente zwar gegen ungewollte Beschädigungen geschützt, dabei aber doch frei sichtbar sind, so daß der Benutzer auch einen unmittelbaren Eindruck von der Größe und vom Aussehen

ί solcher Schaltungselemente erhält, daß die Montage und das Auswechseln der Schaltungselemente in den Bausteinen erleichtert wird, und daß mit Hilfe einer Sonde, die durch in der Deckplatte angeordnete Bohrungen hindurch mit dem an der Kontaktfeder vorhandenen Meßkontakt verbunden wird, an jeder beliebigen Stelle des Schaltungsaufbaus Messungen durchgeführt werden können. Ein weiterer Vorteil dieser zuletzt beschriebenen Ausgestaltung des unge^emäßen Bausteins besteht darin, daß in die Bohrungen der Deckplatte auch elektrisehe Verbindungsschnüre eingesteckt werden können, so daß zusätzliche Verbindungen, z.B. zu einer auf einer zweiten Grundplatte aufgebauten Eigänzungsschaltung,

^ ausgeführt werden können.

Vorteilhaft besteht wenigstens die Tragplatte der · einäßen Bausteine aus thermoplastischem Kunststoff, z.B. Polyamid, da dieses Material sehr formbeftändig und bruchfest ist. Vorzugsweise sind auch die Füße des Bausteins aus dem gleichen Material und einstückig mit der Deckplatte hergestellt. Hierdurch entsteht ein stabiles, praktisch unzerstörbares und trotzdem elastisches Qrundgerüst, an dem lediglich noch die Kontaktfedern befestigt werden müssen.

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Diese Kontaktfedern werden beispielsweise mit Hilfe einer Rohrniet an der entsprechend gebohrten Tragplatte befestigt.

Es hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, die gelochten Kontaktfedern auf einen zusammen mit der Tragplatte hergestellten Zapfen aufzuschieben und zu vernieten, indem man den Zapfen erwärmt und breitdrückt.

Noch vorteilhafter ist jedoch die folgende Ausführungs^w art:

Der Rand der Bohrung in der Kontaktfeder wird durch zwei diagonal verlaufende Einschnitte xedernd ausgebildet und auf einen schwach konisch verlaufenden Haltezapfen an der Tragplatte aufgepreßt. Dadurch gräbt sich die Feder in den Zapfen ein und ergibt so auf einfache Weise einen ausgezeichneten Halt.

Vorzugsweise besitzen die Bausteintragplatten die Form eines regelmäßigen Achtecks. Diese Form stellt die Grundform dar. Sollen jedoch Schaltungselemente untergebracht werden, die entweder räumlich groß sind, z.B. Lautspre-. eher, oder die mehr als vier Anschlußkontakte besitzen, z.B. integrierte Halbleiterschaltungen, so werden vorteilhaft Bausteine verwendet, deren Tragplatten um ein ganzzahliges Vielfaches größer sind als die der Grundbausteine.

Zum Herstellen einer elektrisch leitenden Verbindung mit der Grundplatte, auf der die Schaltungen aufgebaut werden, die z.B. aus Aluminium besteht und somit gleichzeitig als Masseverbindung für alle Schaltungen dient, besteht vorteilhaft wenigstens einer der Bausteinfüße wenigstens teilweise aus einem elektrisch leit£ähigen Ma-35

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terial, z.B. Metall. Damit erübrigt sich eine spezielle Kontaktfeder, ohne daß die Sicherheit des elektrischen Kontakts dadurch verschlechtert würde, denn die Bausteinfüße sind so ausgebildet, daß sich beim Einstecken in die entsprechenden Bohrungen der Grundplatte ein einwandfreier mechanischer Halt und elektrischer Kontakt ergibt.

Durch das -emäße Stecksystem erübrigt sich auch die Verwendung von ferromagnetisehen Grundplatten, die bei bekannten Experimentierkästen erforderlich sind. Aluminiumplatten sind leichter und leiten den elektrischen Strom besser als Eisen- oder Stahlplatten.

Die Kontaktfedern werden vorzugsweise aus Neusilber hergestellt. Dieses Material ist oxydationsbeständig, federt gut und ist einwandfrei lotbar.

Vorteilhaft hat sich die Verwendung von gedeckten Schal tungsplattan bei der Stromzuführung zu elektrischen Schaltungselementen, z.B. integrierten Halbleiterschaltungen, mit mehr als vier Anschlußdrähten, herausgestellt. Die Vorteile gedruckter Schaltungsplatten sind allgemein bekannt und brauchen daher hier nicht wiederholt zu werden.

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η euerM Anhand der. Zeichnungen soll der tronikbaukasten näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt einen Baustein in Seitenansicht,

Pig. 2 in Untersicht.

Pi^. 3 zeigt eine Kontaktfeder.

Fig. 4 zeigt eine .aufgebaute Versuchsschaltung.

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Der Baustein 1 besteht aus einer achteckigen Tragplatte aus isolierendem Kunststoff. An dieser Tragplatte 2 sind vier Fuße 3 und vier Haltezapfen 5 angespritzt. Die Füße 3 sind am unteren Ende geschlitzt, um einen einwandfreien Klemmsitz beim Einsetzen in entsprechende Bohrungen 14 der Grundplatte 13 zu ermöglichen. Auf die Haltezapfen 5 sind die Kontaktfedern 4 aufgepreßt; eine Vertiefung 6 an der Unterseite der Tragplatte 2 wirkt als Verdrehsicherung. Das elektrische Schaltungselement θ ist direkt an den kurzen Arm 12 der Kontaktfeder 4 angelötet. Damit wird die Zahl der Lötstellen auf das äußerste Minimum reduziert und die Sicherheit und Festigkeit bedeutend erhöht.

In Fig. 2 sind zusätzlich noch die Bohrungen 7 in der Tragplatte 2 zu erkennen» die so angeordnet sind, daß eine durch diese Bohrungen 7 hindurchgesteckte Meßsonde mit dem Kontaktarm 11 der Kontaktfeder 4 in Berührung kommt. Hierdurch ist es möglich, an jeder beliebigen Stelle der aufgebauten Schaltung Messungen durchzuführen. Weiterhin können auch elektrische Verbindungsschnüre eingesetzt werden, die die Verbindung z.B. zu auf einer weiteren Grundplatte 13 aufgebauten Schaltung herstellen, ein v/eiterer wesentlicher Vorteil des feemäßen Elektronikbaukastens gegenüber bekannten und vergleichbaren Au^führungsformen.

Fig. 3 zeigt die Ausführung der feemäBen Kontaktfeder 4. Der längere Arm 9 mit dem eingeprägten Kontaktnoppen 10 stellt die Verbindung zu den anschließenden Bausteinen her. Der kurz ti Arm 11 stellt den Meßkontakt dar, der durch die Bohrungen 7 in der Deckplatte 2 erreichbar ist und der kurze Arm 12 dient zum Anlöten der

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Schaltungselemente. Der V-förmige Einschnitt dient zur sicheren Lagefixierung der Anschlußdrähte vor dem Loten, während die durch seitliche Aussparungen erüielte Querschnittsverjüngung unterhalb der Lötstelle verhindert, daß die Y/ärme während des Lötens von der Lötstelle abwandert und die Tragplatte 2 oder den Haltezapfen 5 beschädigt.

Nach dem Ausstanzen aus Neusilberblech wird die Feder ^Λ entsprechend den Figuren 1 und 2 längs den gestrichelten Linien gebogen und mit der Bohrung 20 auf die Haltezapfen 5 aufgepreßt. Der Rand der Bohrung 20 ist durch zwei Diagonalschnitte federnd ausgebildet, so daß die Feder 4 von selbst auf dem entsprechend starken Hal tezapfen 5 hält.

Fig. 4 endlich zeigt eine mit Bausteinen aus dem gemaßen Elektronikbaukasten aufgebaute Schaltung, hier einen Niederfrequenz-Verstärker.

In der Grundplatte 13, z.B. aus Aluminium, befinden sich regelmäßig angeordnete Bohrungen 14 zum Einstecken der

V^ Bausteinfüße 3. Die Bohrungen 15 dienen zum Anschluß der Masseverbindung von Batterie, Meßinstrument od.ähnlichem.

Die Schaltung ist. aus einer Reihe von verschiedene elektrische Funktionen erfüllenden Bausteinen 1 aufgebaut, die alle die Form eines regelmäßigen Achtecks besitzen. Lediglich der Lautsprecher 16 ist wegen seiner Größe in einen Baustein eingebaut, der ein Vierfaches der Normalgröße besitzt, aber trotzdem acht Ecken aufweist. Die auf der Bausteinoberseite aufgebrachten Ersatzschaltbilder 17 der eingelöteten elektrischen Schaltungselemente

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ergänzen sich zu einem übersichtlichen, normgerechten Schaltbild.

Aus dieser Figur wird auch der wesentliche Vorteil der j emßen Achteckiorm gegenüber den bekannten viereckigen Bausteinen ereichtlich. Seibot bei dichtester Packung der Bausteine 1 auf der Grundplatte 13 bleiben zwischen den Bausteinen Zwischenräume 19 frei, so daß z.B. der Baustein 18 leicht und schnell ausgewechselt werden kann, ohne daß dazu die übrige Schaltung auseinandergezogen werden müßte.

Durch die tgemäße Steck-Befestigung der Sausteine auf der Grundplatte ist es auch ohne weiteres möglieh, die Platte senkrecht zu stellen, beispielsweise für Demonstrationszwecke, ohne daß ausätzliche Maßnahmen zum Halten der Bausteine erforderlich sind.

Abschließend sei bemerkt, daß die Figuren nur ein Ausführungsbeispiel darstellen und daß Änderungen der Ausführungsform möglich sind, soweit sie zum ■ gedanken gehören.

Schutz.
11 nsprüche

4 Figuren

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Claims

1. Elektronikbaukasten mit elektronischen bzw. elektrischen Schalungselementen und Leitungsverbindungen, die einzeln oder als elektrische Funktionseinheit in Bausteinen untergebracht sind und lötfrei zu einem beliebigen Schaltungeaufbau verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Bausteine (1) eine achteckige Tragplatte (2) aus Isoliermaterial beeitzen, daß an der Tragplatte (2) wenigstens vier Füße (3) zum Einstecken der Bausteine (1) in eine entsprechend g<äochte Grundplatte (13) befestigt sind, daß an der Tragplatte (2) zwischen den Füßen (3) Befestigungsmittel (5) zum Befestigen von Kontaktfedern (4) vorgesehen sind, daß diese Kontaktfedern (4) einen längeren Kontaktarm (9) mit eingeprägtem Kontaktnoppen (10) zum Kontaktieren der Bausteine (1) untereinander und zwei kürzere Arme (11,12) besitzen, von denen der eine (12) einen V-förmigen Einschnitt und eine durch seitliche Aussparungen erzielte Querschnittsverjüngung aufweist, der andere (11) als Meßkontakt dient, der durch in der Tragplatte (2) entsprechend angeordnete Bohrungen (7) erreichbar ist.

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2. Elektronikbaukasten nach. Anspruch 1, dadurch gekernzeichnet, daß die Tragplatte der Bausteine aus thermoplastischem Kunststoff hergestellt ist.

3. Elektronikbaukasten naeh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ?üße der Bausteine aus dem gleichen Material wie die Tragplatte bestehen und einstückig mit dieser hergestellt «Ind.

4. Elektronikbaukasten nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeieh it · t , daß- die- Kontaktfedern an der Bausteintragplatte festgenietet sind.

5. Elektronikbaukasten nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichne t , daß die Kontaktfedern an der Bausteintragplatte mit Hilfe einer Susanen mit der Tragplatte hergestellten thermoplastischen Kunststoffniet befestigt sind.

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6. Elektronikbaukasten nach Anspruch 1 bis 3, dadurch Sekenn ζ ei chne t, daß die Kontaktfedern auf an der Bausteintragplatte angebrachte Zapfen aufgepreßt sind.

7. Fielet ronikbaukas ten nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Bausteintragplatte ein regelmäßiges Achteck darstellt.

8. Elektronikbaukasten nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzei chnet, daß die Oberfläche der Bausteintragplatte ein ganzzahliges Vielfaches der Grundform darstellt.

9. Elektronikbaukasten nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zum Herstellen einer elektrischen Verbindung mit der Grundplatte wenigstens einer der Püße des Bausteins wenigstens teilweise aus einem elektrisch leitfähigen Material, z.B. Metall, besteht.

10. Elektronikbaukasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne t, daß die Kontaktfedern aus Neusilber bestehen.

11. Elektronikbaukasten nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Leitung szuführung zu elektrischen Schaltungselementen mit mehr als vier Anschlußdriihten, z.B. integrierte Schaltung, eine gedruckte Schaltungsplatte vor·? gesehen ist.

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