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Die Erfindung betrifft ein Baukastensystem zum Aufbau elektrischer und elektronischer Schaltungen mit einzelnen, elektrische bzw. elektronische Bauelemente enthaltenden Bausteinen, die angeformte Kupplungs- und Gegenkupplungselemente zur mechanischen Klemm- oder Steckverbindung untereinander aufweisen und mit elektrischen Steckanschlüssen für die Herstellung elektrischer Leitungsverbindungen versehen sind, welche ebenfalls als mechanische Kupplungs- bzw. Gegenkupplungselemente für die Bausteine ausgebildet sind.
Baukastensysteme dieser Art werden je nach Ausstattung als Spiele und Spielsysteme, als Ausbildungshilfen und auch als Hilfen bei der Auslegung und Erprobung neuer Schaltungen verwendet. Ursprünglich wurden an und für sich in der Industrie übliche, elektronische Bausteine und elektrische Schalt- und Bauelemente, wie Widerstände, Halbleiter, Spulen, Kondensatoren, Schalter, Relais, Beleuchtungseinrichtungen, Dioden, Transistoren, integrierte Schaltkreise, Rechner, Mikrocomputer, Zähler, LCD und LED-Anzeigen direkt verwendet, wobei eine Grundplatte vorgesehen war, die in einer vorgewählten Rasteranordnung Lochreihen aufweist, in die Klemmfedern einsetzbar sind, mit deren Hilfe Verbindungsdrähte und auch die aus den jeweiligen Bausteinen herausführenden Anschlussdrähte befestigt und untereinander verbunden werden können.
Derartige Baukastensysteme setzen schon weitgehende Kenntnisse in der Schaltungstechnik und im Verwendungszweck der jeweiligen Elemente sowie einiges Geschick bei der Handhabung der Elemente und der Herstellung der Schaltungsverbindungen voraus. Dem gegenüber lassen sich bei Baukastensystemen der eingangs genannten Art zufolge der Unterbringung der elektrischen bzw. elektronischen Bauelemente in Bausteinen auf den Bausteinen das jeweils zugeordnete Element kennzeichnende Beschriftungen bzw. Schaltsymbole anbringen und es können auch Beschriftungen oder sonstige Hinweise über die richtige Anschlussverbindung, beispielsweise Höchstspannung, Anschlusspolung usw. vorhanden sein.
Es gibt ein Baukastensystem, bei dem die einzelnen Bausteine mit Kontaktbuchsen versehen sind und die Schaltungsverbindung der Bauelemente untereinander durch beliebig zu führende Leitungsdrähte erfolgt, die an ihren Enden in die Anschlussbuchsen passende Stecker tragen. Auch hier kann eine Grundplatte mitgeliefert werden, die lediglich der mechanischen Abstützung und gegebenenfalls Halterung der einzelnen Bausteine dient.
Aus der DE-PS Nr. 1678334 ist ein Baukastensystem der eingangs genannten Art bekannt, bei dem kastenartige Bausteine Verwendung finden, deren Deckel innerhalb des Kastens das jeweils elektrische bzw. elektronische Bauelement trägt, wobei ausschliesslich eine seitliche Kupplung der Bauelemente durch Nut-Federverbindungen möglich ist. Die jeweils eingesetzte Feder kann entweder ein Kontaktstück oder ein seitlich an dem Kasten angeformter isolierender Teil sein. Es sind nur beschränkte Verbindungsmöglichkeiten vorhanden und es ist insbesondere nicht möglich, übereinander anzuordnende Bausteine in einfacher Weise mechanisch oder elektrisch zu kuppeln.
Nach der CH-PS Nr. 455606 und der DE-OS 1478713 sind die Bausteine an zwei gegenüberliegenden Flachseiten mit Kupplungselementen versehen, die an der einen Seite aus versenkten Röhrchen und an der andern Seite aus überstehenden, in die Röhrchen des folgenden Bausteines passenden Zapfen bestehen, die aus elektrisch leitendem Material hergestellt sind und daher die Herstellung von Anschlussverbindungen ermöglichen. Hier ist es nicht möglich, die jeweilige Anschlussverbindung nur wahlweise durchzuführen.
Es wurde daher auch schon eine Abänderung der genannten Konstruktion vorgesehen, bei der die genannten Teile aus Isoliermaterial bestehen und die Zapfen Längsbohrungen mit eingesetzten Kontaktbuchsen aufweisen, wobei wieder für die dann ausschliessliche Schaltverbindung isolierte elektrische Leitungen (Kabel) mit an den Enden vorgesehenen Bananensteckern dienen.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Baukastensystems der eingangs genannten Art, bei dem mit einfachen Mitteln die elektrischen Anschlussverbindungen zwischen den einzelnen Bauelementen, u. zw. auch zwischen aufeinandergesetzten Bauelementen nur wahlweise und unter Vermeidung von mit Steckern ausgestatteten Kabeln hergestellt werden können.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Anschlusskontakte der Steckanschlüsse der Bausteine bei aneinanderliegenden, mechanisch gekuppelten Bausteinen einander mit Abstand gegenüberliegendem und durch ein-bzw. aufsetzbare Kupplungsstücke verbindbar sind.
Durch die Erfindung wird es möglich, die Schaltverbindungen nur dort herzustellen, wo sie tatsächlich benötigt werden. Dabei besteht eine bevorzugte Ausführung darin, dass die Anschluss-
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kontakte Bestandteile der mechanischen Kupplungs- bzw. Gegenkupplungselemente der Bausteine sind.
Die Anschlusskontakte selbst können als Metallkontakte ausgeführt werden, die in entsprechender Formgebung in die sonst aus Isoliermaterial hergestellten Bausteine eingesetzt werden. Man kann die Anschlusskontakte aber auch aus elektrisch leitfähig gemachtem Kunststoffmaterial herstellen. Hier bieten sich elektrisch leitende Silikonverbindungen an, wie sie als Kontaktpillen in den Kontaktmatten von elektrischen bzw. elektronischen Bedienungstastaturen von Schreibmaschinen,
Fernschreibern, Rechnern usw. eingesetzt werden. Entsprechende Teile können bei aus in Röhrchen des einen Bauelementes passenden Zapfen des andern Bauelementes, die miteinander die mechanische Kupplung bilden, in Form von Ein- oder Auflagen eingesetzt werden.
Für polrichtige Anschlüsse kann man hier für den einen Pol am Zapfenende eine Pille und im Inneren des Röhrchens einen festen Gegenkontakt und für den andern Pol einen festen Gegenkontakt am Zapfenende und eine Kontaktpille im Inneren des Röhrchens vorsehen.
Man kann einen oder mehrere Bausteine in Form einer Grundplatte vorsehen, die wenigstens nach einer Seite in einer entsprechenden Rasteranordnung Kupplungs- bzw. Gegenkupplungselemente trägt und beispielsweise die Hauptversorgungsleitung aufnimmt. Auf diese "Versorgungsplatte", die etwa dem bei vielen elektronischen Geräten üblichen Chassis entspricht und bei komplizierten Schaltungen auch gleich eine Printplatte enthalten kann, können dann weitere Bausteine mit ihren Kupplungs-bzw. Gegenkupplungselementen aufgesetzt und so mechanisch mit der Grundplatte bzw. auch untereinander gekuppelt werden. Schaltungsverbindungen werden nur durch die ein-bzw. aufsetzbaren Kupplungsstücke an den gewünschten Stellen hergestellt.
Nach einer weiteren Ausführung bestehen die mechanischen Kupplungselemente, wie an sich bekannt, aus in die eine Bausteinseite versenkten Röhrchen und über die andere Bausteinseite vorstehenden, in die Röhrchen passenden Zapfen und die Anschlusskontakte sind aus entsprechenden Röhrchen aus elektrisch leitendem Material und Zapfen gebildet, von denen wenigstens das bzw. der eine kürzer oder dünner als die rein mechanischen Kupplungszapfen bzw. Röhrchen ausgebildet ist, wobei die Leitungsverbindung durch ein an-oder aufgesetztes elektrisch leitendes Kupplungsstück herstellbar ist.
Um dort, wo keine Anschlussverbindung gewünscht wird, mit den gleichen Elementen die Herstellung mechanischer Verbindungen zu ermöglichen, kann man den elektrisch leitenden Kupplungsstücken entsprechende, isolierende Kupplungsstücke vorsehen.
In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht. Es zeigen Fig. l und 2 in stark schematisierter Darstellungsweise und vorwiegend zur Erläuterung der Gesamtanordnung zusammengesetzte Bausteine, die Bestandteile eines erfindungsgemässen Baukastensystems sind und Fig. 3 einen Schnitt zweier Bausteine im Bereich einer Kontaktstelle, bei der die Erfindung verwirklicht ist.
Nach den Fig. l und 2 ist bei dem Baukastensystem eine Grundplatte --1-- vorgesehen, die lediglich an einer Seite aus Zäpfchen --2-- bestehende Kupplungselemente trägt, für die an weiteren, aufsetzbaren Bausteinen --3, 4-- in gleicher Rasteranordnung Gegenkupplungselemente in Form von in die Bausteinunterseite hinein versenkten Klemmröhrchen vorgesehen sind.
Der Baustein-l-kann in einem vorgewählten Raster Anschlussleitungen enthalten, die einzelnen Zäpfchen --2-- zugeordnet sind, wobei einige der Zäpfchen --2-- dann in der noch zu beschreibenden Weise als Anschlusskontakte auszubilden sind, so dass bei aufgesetzten Bausteinen --3, 4-- eine elektrische Leitungsverbindung hergestellt werden kann. Die Bausteine --3, 4-besitzen ihrerseits Zäpfchen --2--, die wieder zu Anschlusskontakten ausgebildet sein können. Für den Anschluss bzw. die Leitungsverbindung zwischen benachbarten Bausteinen--3, 4--und damit für die Verbindung von in die Bausteine --3, 4-- eingebauten elektrischen oder elektronischen Schaltungselementen sind die Bausteine --3, 4-- in einer bestimmten Rasteranordnung mit Nuten --5-- versehen.
Wo ein Anschluss gewünscht wird, wird ein elektrisch leitender Federkeil --6-in einander gegenüberliegenden Nuten eingeführt. Mit Hilfe entsprechender Federkeile aus Isoliermaterial ist auch eine rein mechanische Kupplung benachbarter Bausteine--3, 4--möglich.
Für die Herstellung elektrischer Leitungsverbindungen zwischen aufeinandergesetzten Bausteinen ist nach Fig. 3 ein Zapfen --2a-- des Bausteines --la-- mit einem kleineren Durchmesser
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als die übrigen, der rein mechanischen Verbindung dienenden Zapfen ausgeführt. Ein Gegenzapfen --7-- im Baustein --3a-- trägt ein übergeschobenes Röhrchen --8-- aus elektrisch leitendem Material. Die Zapfen --2a und 7-- sind aus leitfähigem Material hergestellt und schliessen an Leitungsverbindungen im jeweiligen Baustein --la, 3a-- an. Ohne sonstige Massnahmen entsteht beim Zusammenstecken der Bausteine --la, 3a-- keine Leitungsverbindung, da das Röhrchen --8-- den Zapfen --2a-- mit Abstand umgibt.
Wird auf den Zapfen --2a-- ein Kupplungsstück --9-- in Form einer Hülse aus elektrisch leitendem Material aufgeschoben, dann wird beim Zusammenstecken der Bausteine --la, 3a-- eine Leitungsverbindung zwischen den Zapfen-7 und 2a-- hergestellt. Statt der leitenden Hülse --9-- kann man auch eine Isolierhülse aufsetzen und damit nur eine mechanische Kupplung herstellen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Baukastensystem zum Aufbau elektrischer und elektronischer Schaltungen mit einzelnen, elektrische bzw. elektronische Bauelemente enthaltenden Bausteinen, die angeformte Kupplungsund Gegenkupplungselemente zur mechanischen Klemm- oder Steckverbindung untereinander aufweisen und mit Anschlusskontakte enthaltenden elektrischen Steckanschlüssen für die Herstellung elektrischer Leitungsverbindungen versehen sind, welche ebenfalls als mechanische Kupplungs- bzw.
Gegenkupplungselemente für die Bausteine ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusskontakte (2a, 7) der Steckanschlüsse der Bausteine (1, la, 3a, 4) bei aneinanderliegenden, mechanisch gekuppelten Bausteinen einander mit Abstand gegenüberliegen und durch ein-bzw. aufsetzbare Kupplungsstücke (8,9) verbindbar sind.