Die Erfindung betrifft einen Elektro-Baukasten, mit auf eine Grundplatte lösbar aufsteckbaren Klemmenblöcken, die einen Kontakt-Klemmspalt zur Aufnahme und Verbindung der Anschlussleiter von Schaltelementen aufweisen.
Der grosse Vorteil solcher Baukasten besteht darin, dass mit handelsüblichen Schaltelementen auf übersichtliche und lehrreiche Weise Versuchs- oder Demonstrations-Schaltungen aufgebaut werden können.
Bei einem bekannten Baukasten dieser Art müssen indessen die Anschlussleiter der verwendeten Schaltelemente umgebogen werden, damit sie in die Durchführungsöffnungen der Klemmenblöcke eingeführt werden können. Tatsächlich sind bei dem bekannten Baukasten die Durchführungsöffnungen an der der Auflagefläche der Klemmenblöcke auf der Grundplatte gegenüberliegenden Seite ausgebildet. Dies führt dazu, dass bei Wiedervessvendung der Schaltelemente für eine neue Schaltung deren Anschlussleiter zunächst wieder gerade gebogen und danach - entsprechend der Lage der Verbindungspunkte, d. h. des Abstandes der Klemmenblöcke in der neu aufrubauenden Schaltung - an einer anderen Stelle wieder umgebogen werden müssen. Dadurch brechen diese Anschlussleiter leicht ab und das ganze Schaltelement wird unbrauchbar.
Für den Ungeübten bietet zudem das Abbiegen der Anschlussleiter auf eine genaue Länge Schwierigkeiten. Bei ganz kleinen Schaltelementen kann eine mehrmalige Beanspruchung auf Biegung sogar das Schaltelement selbst zerstören.
Auch haftet dem bekannten Baukasten der Nachteil an, dass dieser nur bedingt mit Schaltelementen brauchbar ist, deren Anschlussleiter durch biegsame Litzen oder Kabel gebildet sind, und dass z. B. Messgeräte nicht ohne besondere Vorkehrungen vorübergehend angeschlossen werden können.
Es ist daher ein Zweck der Erfindung, einen Baukasten der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem eine beliebige Anzahl Anschlussleiter von Schaltelementen verbiegungsfrei an einen Klemmenblock angeschlossen werden können, unabhängig davon, wo der Verbindungspunkt, d. h. der Klemmenblock am Anschlussleiter, selbst angreift und wo er auf der Grundplatte aufgesteckt ist.
Zu diesem Zweck ist der vorgeschlagene Baukasten erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmspalt in einer zur Aufsteckrichtung quer verlaufenden Ebene liegt und durch ein Widerlager und eine federnd auf dieses zu vorgespannte Kontaktbacke gebildet ist.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer ersten Ausführungsform, wobei ein Klemmenblock auf der Grundplatte aufgesteckt und ein weiterer im Begriffe ist, aufgesteckt zu werden.
Fig. 2 eine verkleinerte Seitenansicht der Ausführungsform der Fig. 1,
Fig. 3 eine Draufsicht auf die in Fig. 2 in Seitenansicht gezeigte Schaltung,
Fig. 4a und 4b im Schnitt einen Klemmenblock einer Ausführungsvariante und
Fig. 5 eine Seitenansicht einer Schaltung, aus der hervorgeht, dass die Ausführungsform der Fig. 4a und 4b auch mit einem der vorbekannten Baukästen kompatibel ist.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform erkennt man in Seitenansicht eine Grundplatte 10, die mit scheibenförmigen Erhebungen 12 versehen ist. Die Erhebungen 12 sind rasterartig, d. h. in Zeilen und Kolonnen mit gleichmässigen Abständen voneinander auf der Grundplatte 10 verteilt.
Die Grundplatte kann beispielsweise diejenige eines Lego Baukastens sein.
In Fig. 1 sind ausserdem zwei Klemmenblöcke 13 gezeigt.
Jeder Klemmenblock 13 weist ein im wesentlichen vürfelförmiges Gehäuse 14 aus einem Isolierstoff, z. B. aus Kunststoff, auf, dessen untere Seite 15 offen ist. Das Gehäuse 14 umschliesst eine Kammer 16, deren unterer Abschnitt 16' im wesentlichen die Form eines Prismas mit quadratischer Grundfläche aufweiset, dessen Seitenlänge gleich wie oder um Bruchteile eines Millimeters kleiner als der Aussendurchmesser der Erhebungen 12 ist. Somit lässt sich der Block 13 im Presssitz auf die Erhebungen 12 und mithin auf die Grundplatte 10 aufstecken.
In den an die untere Seite 15 anschliessenden Seitenwänden des Gehäuses 14 sind Durchführungsöffnungen 17, 18 ausgebildet, die paarweise miteinander fluchten. Anderseits ist im Inneren der Kammer 16 eine bewegliche Kontaktbacke 19 angeordnet, die durch eine in den Seitenwänden des Gehäuses 14 abgebildete Schulter 20 am Herausfallen aus der Kammer 16 verhindert ist. An der der unteren Seite 15 zugekehrten Seite der Kontaktbacke 19 ist an dieser das eine Ende einer Druckfeder 21 befestigt, deren anderes Ende bei entspannter Feder sich durch die offene Seite 15 hindurch erstreckt. Die andere Seite der Kontaktbacke 19 wirkt mit einem als ortsfeste (bezüglich des Blockes 13) Kontaktbacke 22 ausgebildeten Widerlager zusammen, das als ein im Gehäuse 14 fest eingegossener Niet ausgebildet ist. Die untere Seite, d. h. der Kopf dieser Kontaktbacke 22, bildet somit die Decke der Kammer 16.
Der Schaft dieser Kontaktbacke 22 dührt dagegen durch eine auf der oberen Seite 23 des Gehäuses 14 ausgebildete Erhebung 24, die bezüglich Form und Aussenmasse genau den Erhebungen 12 auf der Grundplatte 10 entspricht. Die Deckfläche dieser Erhebung 24 ist somit elektrisch leitend. Bei einer nicht dargestellten Ausführungsvariante ist die Decke des Gehäuses 14 glatt und einstückig mit den Seitenwänden ausgebildet, d. h. ebenfalls aus Isolierstoff.
Zum Aufbau einer Schaltung wird einer der Anschlussleiter 25 eines Schaltelementes 26, z. B. eines Widerstandes, eines Kondensators, eines Halbleiterelementes, wie einer Diode oder eines Transistors, wie in Fig. 1 links dargestellt, durch ein Paar der miteinander fluchtenden Durchführungs öffnungen 17 gesteckt. Dies bietet keine Schwierigkeiten auch für ganz dünne Drähte oder Litzen, denn bei entspannter Druckfeder 21 ruht die bewegliche Kontaktbacke 19 auf der Schulter 20 auf. Sodann wird, wie in Fig. 1 rechts dargestellt, der Block 13 auf die gewünschte Erhebung 12 aufgesteckt.
Dadurch wird nicht nur der Block 13 auf der Platte 10 fixiert, sondern es wird auch die Druckfeder 21, die auf der Deckfläche der Erhebung 12 aufzuliegen kommt, durch das Eindringen derselben in die Kammer 16 gespannt. Dadurch wird die Kontaktbacke 19 zu der Kontaktbacke 22 hin gedrängt und es bildet sich ein Kontakt-Klemmspalt 27, in welchem der Anschlussleiter 25 festsitzt und in elektrischer Verbindung mit beiden Kontakbacken 19, 22 steht. Der Abstand vom Schaltelement zum Block 13 kann frei gewählt werden und ausserdem auch bei geschlossenem Klemmspalt durch Ziehen am Anschlussleiter noch verändert werden.
Um ein weiteres Schaltelement z. B. an den in Fig. 1 rechts erscheinenden Klemmenblock 13 anzuschliessen, bestehen mehrere Möglichkeiten. Die erste Möglichkeit besteht darin, den einen Anschlussleiter dieses weiteren Schaltelementes parallel zum Anschlussleiter 25 jedoch von rechts her durch beide Durchführungsöffnungen 17 einzuführen. Auch wenn die Durchmesser der beiden Anschlussleiter nicht gleich sind, ist eine gute Kontaktgabe gewährleistet, denn die Kontaktbacke 19 ist kippfähig, sobald sie von er Schulter 20 abgehoben ist.
Eine weitere Möglichkeit zum Anschliessen eines weiteren Schaltelementes besteht darin, dessen Anschlussleiter durch beide Durchführungsöffnungen 18 in den Klemmenblock 13 einzuführen und diesen sodann auf die Grundplatte 10 zu stecken. Diese Möglichkeit ist in Fig. 1 rechts angedeutet, wo mit der Bezugsziffer 28 ein weiterer Anschlussleiter in Stirnansicht angegeben ist. Auch hier ist ein guter, zwar punktförmiger, aber direkter Kontakt zwischen den Anschlussleitern 25 und 28 gewährleistet.
Eine dritte Möglichkeit, weitere Schaltelemente anzuschliessen, ist in den Fig. 2 und 3 schematisch dargestellt.
Man erkennt die Grundplatte 10 mit ihren Erhebungen 12. In diesem Falle ist die Grundplatte 10 aus einem durchsichtigen Material. Unter der Grundplatte ist ein vorzugsweise in grossem Massstab gezeichneter Schaltplan 29 angeordnet, dessen Symbole 30', 30", 30"' (Fig. 3) durch die Platte 10 hindurch zu erkennen sind. Die in der untersten und obersten Zeile der Fig. 3 erscheinenden Erhebungen 12 der Grundplatte 10 sind elektrisch leitend und in der Grundplatte selbst untereinander durch z. B. eingegossene Masseschienen E miteinander verbunden.
An jedem Knotenpunkt I, II, III und IV, d. h. auf jeder auf dem Schaltplan erscheinenden Verbindungsstelle, ist einer oder mehrere zu einem Satz aufeinander aufgesteckte Klemmenblöcke 13 auf der Grundplatte 10 befestigt. Die Klemmenblöcke 13 der Fig. 2 und 3 sind gleich wie jene der Fig. 1 ausgebildet.
Der Schaltplan 29 zeigt durch das Symbol 30', dass der Knotenpunkt I über eine Diode mit dem Knotenpunkt II zu verbinden sei. Dementsprechend werden die Anschlussleiter einer Diode 31 in die an diesen Knotenpunkt I und II sitzenden Klemmenblöcke eingeklemmt. Dasselbe gilt für das Symbol 30" zwischen den Knotenpunkten II und III, das in der Schaltung durch einen Widerstand 32 verwirklicht wird.
Das Symbol 30"' zwischen den Knotenpunkten II und IV steht für einen Kondensator 33, der auf ähnliche Weise in die an diesen Knotenpunkten vorhandenen Klemmenblöcke 13 eingespannt ist.
Die elektrische Verbindung z. B. im Knotenpunkt II zwischen dem Anschlussleiter der Diode 31 und jenem des Widerstandes 32 geht über die Kontaktbacke 22 in dem in der Mitte unten in Fig. 2 erscheinenden Klemmenblock 13 zu der Druckfeder 21 und der Kontaktbacke 19 im darauf aufgesteckten Klemmenblock 13. Somit können beliebig viele Klemmen aufeinander gesteckt werden und alle Klemmen sind durch einwandfreien Federkontakt miteinander elektrisch verbunden.
Der in den Fig. 4a und 4b gezeigte Klemmenblock 13 weist ebenfalls ein würfel- oder quaderförmiges Gehäuse 14 auf Isolierstoff auf, das eine Kammer 16 umschliesst. Die Kammer 16 ist jedoch im Gegensatz zu der in Fig. 1 und 2 gezeigten Variante unten nicht offen, sondern durch einen Boden 34 mit einer mittigen Bohrung 35 abgeschlossen. In den an den Boden 34 anschliessenden Seitenwänden des Gehäuses 14 erkennt man die paarweise miteinander fluchtenden Durchführungsöffnungen 17, 18, die in die Kammer 16 führen. Die obere Seite 23 des Gehäuses 14 ist bei dieser Ausführungsform glatt und einstückig mit den Seitenwänden ausgebildet, d. h. ebenfalls aus Isolierstoff. In der Kammer 16 ist die bewegliche Kontaktbacke 19 angeordnet, die durch die Druckfeder 21 gegen die obere Seite 23 des Gehäuses 14 vorgespannt ist.
Die Druckfeder 21 ist in diesem Falle nicht an der Kontaktbacke 19 befestigt, sondern an dieser nur abgestützt, und ihr unteres Ende ist nicht frei, sondern auf dem Boden 34 abgestützt. An der dem Boden 34 zugekehrten Seite der Kontaktbacke 19 ist mittig ein Stift 26 befestigt, der sich durch die Feder 21 und durch die Bohrung 35 hindurch erstreckt. Der Stift 36 ist wie die Kontaktbacke 19 elektrisch leitend und vorzugsweise an seinem unteren Ende zugespitzt.
Dadurch kann, wie in Fig. 4a dargestellt, zum Freilegen der Durchführungsöffnungen 17, 18 und zum Einführen des Anschlussleiters 25 die Kontaktbacke 19 durch Herausziehen des Stiftes 36 zurückgezogen werden. Sobald man den Stift 36 sodann loslässt, ist der Anschlussleiter 25 festgeklemmt und in elektrischer Verbindung mit der Kontaktbacke 19 sowie mit dem Stift 36. Dieser Stift 36 dient auch z. B. zum Aufstecken des Klemmenblockes 13 auf die Grundplatte 110, die in diesem Falle z. B. aus einem durchstechbaren Material, z. B. aus Gummi, weichem Holz, Hartschaum, oder aus einer Weichfaserplatte ist. Durch das Einstecken des Klemmenblocks 13 wird der Kontaktdruck noch erhöht.
Zum Anschliessen von weiteren Anschlussleitern können diese parallel zum Anschlussleiter 25 jedoch von der anderen Seite des Blockes 13 durch beide Durchführungsöffnungen 17 oder quer zum Anschlussleiter 15 durch beide Durchführungsöffnungen 18 eingeführt werden.
Anderseits kann auch der Stift 36 als verlängerter Anschlussleiter des Blockes 13 angesehen werden und als solcher in die Durchführungsöffnungen eines anderen, gleichartigen Blockes 13 eingeführt werden. Mit dieser Kombination kann man die Anschlussleiter in alle Richtungen einstellen ohne zu biegen.
Da der Stift 36. wie gesagt, als verlängerter Anschlussleiter angesehen werden kann und stets rechtwinklig zu den Anschlussleitern der Schaltelemente gerichtet ist, kann der Klemmblock 13 der Fig. 4a und 4b auch als Ergänzung zu einem bekannten Baukasten dienen, um ein Abbiegen der Anschlussdrähte der Schaltelemente zu vermeiden.
Dies ist in Fig. 5 dargestellt, in der man eine Grundplatte
10 mit den Erhebungen 12 sowie den darunter liegenden Schaltplan 29 erkennt. Auf der Grundplatte 10 sind hier nicht etwa die Klemmenblöcke der Fig. 1 direkt aufgesteckt, sondern Klemmenblöcke 113 eines bekannten Elektrd-Baukastens, bei denen die Durchführungsöffnungen parallel zur Aufsteckrichtung gerichtet sind. Erst in diese Klemmenblöcke 113 sind Klemmenblöcke 13 der Ausführungsform gemäss Fig. 4a und 4b eingesteckt, so dass die Anschlussleiter 25 der Schaltelemente 26 ohne umgebogen werden zu müssen angeschlossen werden können.
Falls mit dem dargestellten Baukasten Schaltgruppen realisiert werden, die unverändert in vielen Schaltungen gebraucht werden, können diese Schaltgruppen separat auf kleineren Grundplatten als Modul aufgebaut werden, die ihrerseits dann auf grössere Grundplatten oder auf Klemmenblöcke der übrigen Schaltung aufgesteckt werden. In diesem Falle ist es zweckmässig, wenn ein Teil der Erhebungen der kleineren Grundplatten, d. h. jener der Schaltgruppen, leitend und untereinander durch Leiterbahnen verbunden sind, so dass die Schaltgruppe, z. B. in der Art eines Vierpols in die aufzubauende Schaltung eingebaut werden kann.