DD233007A1 - Schaumstoffelemente als verbindungsteil fuer raeumliche konstruktionen - Google Patents

Abstract

Verbindungselemente aus Schaumstoff, die geeignet sind, stabfoermige Koerper aufgrund der Eigenschaften des verwendeten Materials ohne Vorbehandlung (z. B. Bohren) aufzunehmen.

Description

Titel der Erfindung

Schaumstoffelemente als Verbindungsteil für räumliche Konstruktionen

Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft die industrielle Fertigung von Schaumstoffelementen, die zur Verbindung stabförmiger Körper dienen und Mittel zur Herstellung räumlicher Konstruktionen im Unterricht oder in der Freizeit sind.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

1. Es sind stereometrische Modelle aus Holz, Plast in verschiedenen Ausführungen (Vollkörpermodelle, Hohlkörpermodelle) bekannt, die den Nachteil haben, daß sie im allgemeinen materialintensiv sind und weiterhin den Nachteil haben, daß

a) eine unmittelbare Herstellung im Unterricht im allgemeinen nicht möglich ist,

b) eine Veränderung der Abmessungen der Modelle während des Unterrichts ebenfalls nicht ohne weiteres möglich ist,

c) nur vorgefertigte Körperschnitte im Unterricht gezeigt werden können,

d) die Herstellungskosten relativ hoch sind.

2. Es sind Körpermodelle aus Schaumstoff bekannt, die im Vergleich zur vorgeschlagenen Lösung sich nicht zur Herstellung chemischer Strukturmodelle eignen, einen

geringeren Abstraictionsgrad aufweisen und materialintensiver sind.

J. Ss sind Strukturmodelle für chemische Verbindungen und mathematische Stabkörpermodelle bekannt, die die unter La, b, c, d genannten Nachteile besitzen und ebenso nur für Demonstrationszwecke genutzt werden können·

4·. Es sind Möglichkeiten bekannt, Stabkörpermodelle mit Verbindungselementen aus einer knetbaren, plastischen Masse (z.B· Plastilin) herzustellen. Diese besitzen aber folgende Nachteile:

a) Besonders in der heißen Jahreszeit bzw. durch die. Körperwärme der Hände verformt sich die Masse leicht, so daß sie den Anforderungen an hinreichender Festigkeit und Genauigkeit nicht genügt.

b) Die Masse ist ölhaltig, was insbesondere im Unterricht zu unangenehmen Verschmutzungen führt.

c) Die Masse ist relativ schwer und erlaubt im allgemeinen nur ein Anfertigen von Modellen mit relativ kleinen Abmessungen.

5. Es sind Möglichkeiten bekannt, Stabkörper- bzw

Strukturmodelle herzustellen unter Verwendung von Plast-, Holz- oder Metallelementen, die den Nachteil haben, daß aufgrund der Festigkeit des Materials die Verbindung von stabförmigen Körpern nur in ausgewählten vorgegebenen Winkeln erfolgen kann.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein leicht handhabbares Unterrichtsmittel mit minimalem Materialeinsatz zu entwickeln, das die Darstellung einfacher stereometrischer Körper bzw. chemischer Strukturmodelle im Unterricht durch Jeden Schüler ermöglicht, wobei die Abmessungen der stabförmigen Körper und deren Lage zueinander recht unterschiedlich

sein können sowie die Möglichkeit zu schaffen, zahlreiche Körperschnitte durch Einlegen von Ebenen zu demonstrieren und somit die pädagogische Arbeit zu effektivieren.

Darlegung des Wesens der Erfindung

- Die technische Aufgabe

Auf der Grundlage wissenschaftlicher Untersuchungen, deren .Ergebnisse belegen, daß jeder Schüler räumliche Konstruktionen selbst ausführen sollte, bestand die Aufgabe, ein Material zu finden, das es gestattet, stereometrische Stabkörpermodelle bzw. chemische Strukturmodelle u.a. während des Unterrichts auf einfachste Weise in gewünschten Abmessungen durch jeden Schüler herstellen zu lassen.

- Merkmale der Erfindung

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Verwendung eines Materials gelöst, das die oben angeführten Nachteile nicht besitzt. In Kugeln oder anderen Körperformen (z.B. aus Weichschaumstoff auf Polyurethanbasis) werden stabförmige Körper eingedrückt· Aufgrund der Elastizität und der Struktur des Materials erfolgt dabei nur eine sehr geringe Trennung (Zerstörung der Struktur)» Da das Material bestrebt ist, die ursprüngliche Lage einzunehmen, wirken geringe Kräfte auf den Teil des stabförmigen Körpers, der vom Schaumstoff umschlossen wird, so daß der stabförmige Körper relativ fest haftet. Dadurch werden folgende Vorteile erreicht:

1. Der Zeit- und Materialaufwand für die Herstellung von Körpermodellen und Strukturmodellen chemischer Verbindungen ist vergleichsweise wesentlich geringer.

2. Die o.g. Modelle können in beliebigen Abmessungen kostengünstig während des Unterrichts (z.B. unter Verwendung von Schaumstoffkugeln und PVC-Schweißdraht)

durch jeden Schüler hergestellt werden.

3. Auch für die industrielle Fertigung von Demonstrationsmodellen eignen sich Verbindungselemente aus Schaumstoff, wenn Bindemittel (z.B. Klebstoffe) die Stabilität erhöhen. Dadurch entfallen solche Arbeitsgänge, wie .z.B. das Vorbereiten von Aussparungen, die die stabförmigen Körper aufnehmen.

4-, Durch die einfache Handhabung können bereits jüngere Kinder räumliche Konstruktionen mit einem relativ hohen Abstraktionsniveau herstellen.

Ausführungsbe ispiele

1. Aus δ Schaumstoffkugelη und 12 Stäben mit entsprechenden Längen lassen sich Quader herstellen. Durch das Ein-Legen einer Rechtecksfläche läßt sich eine Schnittebene demonstrieren. (Das Konstruieren von Schnittebenen ist Lehrplanstoff der Klasse 7 der POS.)

2. Strukturmodelle z.B· vom Methan (5 Schaumstoffkugeln, 4- Stäbe) lassen sich räumlich-gegenständlich veranschaulichen. Dabei können besonders einfach die Winkel richtig dargestellt werden.

3. Demonstrationsmodelle können sehr schnell zusammengesteckt werden. Die Stützdreiecke einer Pyramide sind unter Verwendung einer ebenen Fläche gut zu veranschaulichen.

4. V/erden die Schaums tof fei emente als Spielzeug genutzt, so lassen sich sehr leicht Türme, Brücken u.v.m. in Verbindung mit stabförmigen Körpern herstellen.

Claims (2)

1. Erfindungsanspruch.

   1. Verbindungselemente für stabförmige Körper.zur Herstellung ebener oder räumlicher Konstruktionen, Modelle, gekennzeichnet durch die Verwendung von Schaumstoff, der aufgrund seiner Struktur und Elastizität geeignet ist, stabförmige Körper relativ fest aufzunehmen
2. 2. Verbindungselemente nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß Bindemittel (z.B. Klebemittel) bzw. andere Stabilisierungsmaßnahmen eingesetzt werden, um die Festigkeit der Konstruktion bzw. des Modells zu erhöhen.