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Experimentierbaukasten
Zum leichten Zusammenbau physikalischer
Apparate sind bereits Baukasten vorgeschlagen worden, die aus geeignet gestalteten, in ihren
Ausmassen aufeinander abgepassten röhren-und scheibenförmigen Einzelteilen bestehen, welche in Verbindung mit Haltern für Versuche aus der Mechanik zusammengesetzt werden. Wegen der Vielzahl der gestellten Aufgaben wurde einem derartigen Baukasten eine verhältnismässig grosse Anzahl von Bauelementen beigegeben, welche die Übersichtlichkeit und Verwendbarkeit bei der Vorführung von Versuchen überaus erschwerten und geradezu eine vorherige Schulung der Lehrkraft erforderlich machten. Die Anschaffungskosten solcher Baukasten sind, abgesehen von der Schwierigkeit ihrer Herstellung in Zeiten des Materialmangels, überaus hoch, so dass sie sich im Schulbetrieb nicht einführen konnten.
Die Erfindung betrifft einen Experimentierbaukasten, insbesondere für die Vorführung physikalischer Versuche, und bezweckt mit nur wenigen Bauelementen eine Vielzahl von Versuchen zu ermöglichen. Der Zusammenbau ist durch die Wahl besonders einfacher und übersichtlicher Verbindungsmittel und Einzelteile auch dem Schüler selbst möglich, so dass der physikalische Unterricht gleichzeitig auch deren Handfertigkeit ausbildet und die Freude am Experimentieren weckt.
Im wesentlichen besteht die Erfindung darin, dass die Bauelemente des Baukastens aus einer Anzahl von Gruppen verschieden langer Stäbe, die Mittel z. B. in Form von an ihren Enden vorgesehenen Gewindebolzen und-bohrungen zu ihrer Längsverbindung und zur Aufnahme von Fussklötzchen aufweisen, und aus an den Stäben verschieb-und feststellbaren Muffen bestehen, die zur Querverbindung der Stäbe und/oder zur Lagerung von Rollengehängen und/oder, mit einer Schneide und Pfanne versehen, zur Lagerung von Waagebalken dienen. Eine besonders einfache Bauart ergibt sich, wenn die Stäbe kreisförmigen Querschnitt aufweisen, aus Leichtmetall, vorzugsweise mit einer Eloxalschicht, bestehen und an den freien Enden einerseits einen Gewindebolzen, anderseits eine diesem entsprechende Bohrung tragen.
Die Stäbe können eine Massteilung in Form von Umfangsrillen besitzen, um das Zusammensetzen auf bestimmte Längen zu erleichtern. Die Erfindung bezieht sich ferner auf bauliche Ausgestaltungen der Elemente des Baukastens, die ihre Anwend- barkeit für eine grosse Anzahl von Versuchsreihen möglich machen.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in beispielsweiser Ausführungsform dargestellt. Die Fig. 1 und 2 zeigen stabförmige Bauelemente für Gestell-und Rahmenverbindungen in Seitenansicht in teilweisem Schnitt. Fig. 3 zeigt die Befestigungsmittel dieser Teile mit einer Tischoder Tragplatte im Schaubild. In den Fig. 4 bis 6 ist eine als Lager für Waagebalken ausgebildete Muffe zur Querverbindung der stabförmigen Bauelemente im Längsschnitt bzw. in Draufsicht bzw. im Querschnitt und in Fig. 7 eine abgeänderte Ausführungsform der Querverbindung, die gleichzeitig als Rollenträger ausgebildet ist, ersichtlich. Fig. 8 zeigt eine Muffe für Fadengehänge in Seitenansicht, Fig. 9 im
Schaubild eine weitere Ausführungsform eines Verbindungsmittels, das sowohl zur Quer-als auch Längsverbindung der Stäbe geeignet ist, und Fig. 10 ein Gehänge für Waagebalken u. dgl.
In den Fig. 11-16 sind einige Anwendungsbeispiele des Zusammenbaues der Bauelemente für die Vorführung physikalischer Versuche dargestellt.
Die Bauelemente für den Zusammenbau der Traggerüst, Rahmen u. dgl. bestehen aus einer Anzahl von Gruppen verschieden langer, runder Stäbe 1 (Fig. 1 und 2), die an einem Ende einen Gewindezapfen 2 und am anderen Ende eine dazu passende Gewindebohrung 3 aufweisen.
Die Stäbe bestehen vorzugsweise aus Aluminium mit einer Eloxalschicht, sind schwarz eingefärbt und tragen im Abstand von einem Zentimeter am Umfang schmale Querrillen 4, wobei zur leichteren Übersicht jede fünfte Rille etwas breiter gehalten ist. Mehrere Stäbe können durch Zusammenschrauben zu beliebigen Längen zusammengesetzt werden. Die Umfangsränder der Enden sind hiebei so abgenommen, dass sie sich nach dem Zusammenschrauben zweier Stäbe wieder zu breiteren Rillen J ergänzen. Dies erleichtert das Zusammensetzen der Stäbe auf bestimmte Längen.
Zum Aufstellen von aus den Stäben 1 gebildeten Standsäulen, Rahmen, Traggestellen u. dgl. sind Fussklötzchen 6 von im wesentlichen prismatischer Form vorgesehen, die an der oberen Stirnfläche eine den Gewinde- :
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bolzen 2 entsprechende Bohrung 7 tragen, oben kegelförmig abgedreht sind und ungefähr in halber Höhe einen durchgehenden Schlitz 9 aufweisen, durch den der eine Schenkel 10 eines
Spannklobens 11 (mit Spannschraube 12) hin- durchgeführt werden kann (Fig. 3). Die Oberfläche dieser Klötzchen ist mit einer Eloxalschicht als Oberflächenschutz versehen und gleichfalls schwarz eingefärbt.
Zur Querverbindung der Stäbe 1 werden Muffen 13 (Fig. 4-6) verwendet, die prismatische Form und zwei durchgehende, sich kreuzende Bohrungen 14, 15 und eine parallel zur Bohrung 14 angeordnete Anbohrung 16 aufweisen. Quer zu jeder Bohrung sind Gewindelöcher für Klemmschrauben 17 vorgesehen, die zum Festhalten von eingeführten und hindurchgesteckten Stäben 1 dienen. Eine der Seitenflächen der Muffe 13 trägt Ansätze 18,
19, von welchen der eine 18 als Schneide 20 sowie als Pfanne 21 eines Waagebalkens 22, der zweite 19 zur Begrenzung der Schwingbewegung sowie als Sicherung gegen Abgleiten des Waagebalkens 22 dient.
Dieser trägt an den
Schmalseiten über seine ganze Länge im Abstand eines Zentimeters an gegenüberliegenden Stellen Pfannen 23,23'und an den Breitseiten in gleicher Teilung gegenüberstehende Lagerzapfen 24, die in der gezeichneten Stellung ausserhalb der Pfanne liegen, bei Wendung des Waagebalkens um 180 jedoch auf die Pfanne zu liegen kommen, während die Schneide 20 dann die Pfannen 23'des Waagebalkens nicht berührt. In Fig. 7 ist eine abge- änderte Ausführungsform einer Muffe 25 zur Querverbindung von Stäben 1 ersichtlich, die mit einer Gewindebohrung 26 auf den Zapfen 2 jedes Stabes 1 aufgeschraubt werden kann und eine quer hiezu angeordnete Bohrung 27 zur Aufnahme eines Querstabes trägt, der mittels einer Klemmschraube 28 gehalten wird. Zwei Arme 29 dienen zur Lagerung einer Schnurrolle 30, die auf einer Achse 31 läuft.
Die Muffe 25 kann auch als Rollengehänge verwendet werden, wenn in die Bohrung 26 eine Hakenschraube 32 eingesetzt wird. Zur Verankerung von Schnurzügen kann eine auf die Stäbe 1 aufgeschobene Muffe 33 mit einer Hakenschraube 34 (Fig. 8) verwendet werden.
In Fig. 9 ist eine Muffe 35 dargestellt, die sowohl zur Längs-als auch Querverbindung mehrerer Stäbe 1 herangezogen werden kann. Hierzu weist sie eine Längsbohrung 36 sowie in Abständen von fünf Zentimetern sich kreuzende Querbohrungen 37 vom Durchmesser der Stäbe 1 auf. Gewindebohrungen 38 dienen zur Anbringung von Klemmschrauben.
In Fig. 10 sind Schneidengehänge 39 am Waagebalken 22 in zwei Stellungen ersichtlich, während mit 40 der Haken eines Gewichtsträgers dargestellt ist, auf dem Gewichtsscheiben 41 (Fig. 11,13 und 14) mit radial angeordneten Schlitzen in üblicher Weise aufgelegt werden können.
In Fig. 11 werden mittels der beschriebenen Bauelemente z. B. die Gleichgewichtsbedingungen am einarmigen Hebel veranschaulicht. Der Zusammenbau ist aus der Zeichnung ohne weiteres ersichtlich. Die Fig. 12 zeigt die Verwendung der Bauelemente bei der Vorführung des Pendelversuches. Die Schnüre 42 mit den Kugeln 43 sind an den oberen Enden zwischen den Verbindungsstellen der Stäbe 1 eingeklemmt.
In Fig. 13 sind die Gleichgewichtsbedingungen am zweiarmigen Waagebalken, in Fig. 14 die Zusammensetzung von Kräften demonstriert.
Die Fig. 15 und 16 zeigen den Kugelstossversuch, wobei die Kugeln 43 bifilar an einem Paar von Querstäben festgeklemmt sind, die unter Verwendung der Muffe 35 mit den am Tisch befestigten stehenden Stäben verbunden sind.
Ausser den angedeuteten können noch zahlreiche andere Versuche unter Verwendung der beschriebenen Bauelemente zusammengestellt werden. Gegebenenfalls können die Bauelemente auch für Trageinrichtungen bei chemischen Versuchen verwendet werden. Sämtliche Verbindungsmuffen sind gleichfalls aus Leichtmetall und mit einer Eloxalschicht versehen, jedoch naturfarbig belassen. Dem Baukasten werden Gruppen von gleichlangen Stäben beigegeben, die eine Gesamtlänge von ungefähr 3. 5-4 m haben, wobei der kürzeste Stab eine Länge von 5 cm und der längste von 40 cm hat.
Von jeder der beschriebenen Muffen sind wenigstens zwei Stück im Baukasten vorgesehen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Experimentierbaukasten, insbesondere für die Vorführung physikalischer Versuche, dadurch gekennzeichnet, dass seine Bauelemente aus einer Anzahl von Gruppen verschieden langer Stäbe (1), die Mittel zur ihrer Längsverbindung und zur Aufnahme von Fussklötzchen (6) aufweisen, und aus an den Stäben (1) verschieb-und feststellbaren Muffen (13, 25, 33, 35) bestehen, die zur Querverbindung der Stäbe und/oder zur Lagerung von Rollengehängen und/oder mit einer Schneide (18) und Pfanne (21) versehen,
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