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Baukastenartiges Lehrspiel zum Aufbau elektrischer Schaltuage(i Die
Erfindung ein Lehrspiel,mit welchem sich auf leichte Weise eine Vielzahl elektrischer
und elektronischer Schaltungen aufbauen lassen.Es sind Lehrspiele bekanilt, bei
welchen einzelne elektrische 3auelemente oder Bauele -mentagruppen in Isoliergehäuse
quaderförmiger Ärt eingesetzt sind.Zur Kontaktgabe sind auf den
- oder Seitenflächen flächenartige Kontakte angebracht,wobei der notwendige
An -presadruck du.Leh eingebaute Dauermagnete erzielt wird.
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Dabei ist es erforderlich,die aus einzelenen quaderförmigen Bauelementen
zusammengesetzte Schaltung auf einer magnetisch leit-.L*ähiien Platte aufzubauen,um
den Magnetkreis so wohlfUr die
des fUr die elektrische Verbindung notwendigen Anpreaadruckes als auch für die Halterung
auf der Grundplatte zu achließen.Dieses bekannte System h$at je
doch folgende
Nachtelle: Der flächenhaft-e Kontakt hat keine hohe spezifische DrUcke; es sind
daher Störungen durch dazwischenliegende Fremd -körper möglich,Störend sind bei
höhe-ren Frequenzen ferner die hohen Kapazitäten.die sich in V#--rbilidung mit dem
zu Kontaktgabe und Halterung no1,-wendigen geschlossenea Diagnet kreis gegenüber
der metallischen Gruiidplatte ergeben.
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Der wesentlichste Nachteil liegt Jedoch darin,daß bei dem bekannten
System die Verbindungsmöglichlkeit der'ßauelemente untereinander infolge der großflächigen
i[Ontaktbleche nur CD
sehr begrenzt ist,Darah die notwendige Zwischenschaltung
besonderer Verbindungo - un,1 !&euztu-igeelemente ergeben sich große
Abmessungen der fertig aufgebauten Schaltung.
.Aufgabe der Erfindung
ist zunächat"die vorstehend aufgeführ -ten Nachteile zu vermeiden.Im Einzelnen wird
dies durch folgende erfindungsgemäßen Xasanahmen erreicht: Die Grundfläche der zur
Aufnahme der elektrischen Bauelemente dienenden quaderförmigen Bausteine entspricht
einem quadra tischen Grundraster.Zur Verbindung der Bausteine unterein ander sind
, ausgehend von den jeweiligen Anachlußpunkten, auf den Rasterlinien liegende
und zu den Seitenflächen hin verlaufende Einschnitte mit jedem Einschnitt zugeordneten
Kontaktelementen vorhanden.Bei Zusammensetzung der einzelnen Bausteine zur gewUnachten
Schaltung bestehen nunmehr ver -schiedene,meist drei, Anachlußmöglichkeiten.die
jede fur sich oder gemeinsam zur Herstellung der elektrischen Ver -bindung zu den
benachbarten Bausteinen ausgenutzt werden kann.Dies erlaubt einen ipdrängten Aufbau
der Schaltung,da besondere Verbindungsatüoka zumeist entfallen können.
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Gemäß der Erfindung erfolgt die Hars-#Jallung der elektrischen Schaltung
dadurch,daß nach dem Zusammensetzen der Bausteine die notwendigen Verbindungsatücke
in Form masserartiger KontaktbrUcken in die zu den Seitenflächen hin verlaufenden
| werden.Durch die Ausbildung dieser |
| Koritak-IV-b--,U'e,ker- Jer Erfindung stellt der untere schmale |
Teil die elektrische Verbindung dar,wobei der obere breite Teil die elektrischen
Verbindungswege der fertigen Schaltung kennzeiciinet.Da die gabelförmigen
Gegen -kontakte geschützt im Innern
den quaderförmigen Bauszeine liegen,wirdeine
gute,störungefreie elektrische Verbindung erzielt,deren Kapazität-zur G:rundplatte
hir-,ebenso wie zu benachbarten Bausteinen ausreichend gering ist,um auch Ichaltungen
höherer BetrJwbofrequenz zu ermöglichen.
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Ein weiterer Vorteil dies=-r erfindungsgemäßea Verbindang der Bausteine
untereinander liegt darin.daß an jeder Stelle der Schaltung durch Herausnallme der
KontaktbrUcken
eine Unterbrechung das Stromkreises möglich
ist.Weiterhin kann an diesen Kontaktbrücken jederzeit die Spannung zwischen -beliebigen
Schaltungspunkten abgegriffen werden und gemessen werden.Durch ginsetzen von KontaktbrUcken
gemäß einer Weiter bildung der Erfindung,bei welchem der untere Kontaktteil in der
Mitte unterbrochen istkann auf einfache Weise in jedem Zweig der Schaltung der jeweils
fließende Strom ge messen werden.
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Der Aufbau der Gesamtschall-ung gemäß der Erfindung kann
- auf jeder beliebigen Grundplatte erfolgen,da bei eingesetzten KontaktbrUcken
bereits ihr mechanischer Zusammenhalt gegeben ist.Gemäß einer Weiterbildung der
Erfindung kann eine mechanische Halterung der einzelnen Bauteile vorteilhaft auch
in der Form erfolgen,daß deren Bodenplatte ganz oder teilweiL,e aus Material besteht,
und daß der Aufbau der Schalttuig auf einer ans Gt;L,iirii z"(jer Kunststoff erfolgt,in
welche magnetisierte Dauer magnetteilchen eingebettet aind.Erfindungegemäß ist es
auch zweckmäßigvdie Schaltung auf einer Grundplatte mit Zylin -drischen im Grundraster
liegenden Erhebungen aufzubauen, welche vom unteren Rand der ßausteine federnd umfaßt
werden und dadurch eine mechanisch feste Verbindung bewirken. Dasselbe läßt sich
auch durch an den Bausteinen befindliche Zapfen erreichen,welche in antsprochendegim
Rastermaß ange -
ordnete Löcher der Grundplatte eingreifen, Diese vorstehend
aufgeführten Maßn#tmen gemäß der Erfindung stellen durch die Mögliahkeit,eine nichtmetallische,aus
IsoUerstoff bestehende Grundplatte zum Aufbau der Schaltung verwenden zu können,die
vollkommene Freiheit von störenden Nabenkapazitäten sicher.
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In den Figuren 1 bis 7 eind. AusfUhrungebeiapiele den
Erfindungsgegenstanden dergestellt.
Figur 1 und 2 zeigen
in der Draufsicht einen Baustein 1
gemäß der Erfindung.Die Äbmassungen dieser
Bausteine 1
sind so gewählt,daß die seitlichen Umriaalinien mit den Raaterlinien
2 eines quadratischen Grundrastern zusammen fallen.Ebenfalle auf dem Grundrasternetz
liegen die Ein -schnitte 3 iwelche sich vom z. B. durch Aufdruck gekenn -ziiehneten
Anachlußpunkt 4 des Bauteil- Symbole 5 zu den Seiten - und Stirnflächen
des Bausteine 1 hin erstr@oken. In Fig.'3 wird der Aufbau eines Bausteine
1 gemäß der Erfindung näher gezeigt.In. dem aus Isolierstoff bestehenden
Gehäuse 6 sind Einschnitte 3 vorhanden,welche zum Einsetzen der KontaktbrUcken
7 dienen.Gabelartige,fadernde Kontakt -elemente 8 dienen der#92a.ktrischen
Verbindung mit den
KontaktbrUcken 7,wobei bei Jedem Einschnitt
3 ein solchea Kontaktelenent 8 vorhanden ist und die einem geiLeine«en
Anachlußpunkt 4 zugeordneten Kontaktelemente 8 miteinander leitend verbunden
eind.Da infolge der in Raster liegenden Anordnung der Einschnitte 3 die Abstände
der Kontaktelemente 8
untereinander gleich eind,können dieselben Torteilhafter
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weise im Durchlaufverfahten in endloser Reihe ausgestanzt und nach Bedarf
abgeschnitten werden.Der Anschluß des im Gehäuse 6
untergebrachten elektrischen
Bauelemente 9 erfolgt an der an den Kontaktelementen 8 angeordneten
Lötöae lo. Ein nicht dargestellter Boden schließt das Gehäuse'6 nach unten ab und
bewirkt die Halterung der Kontaktelemente 8.
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In Pig. 4 wird die elektrische Verbindung zweier Bausteine
1
mittels einer Kontaktbrücke 7 gezeigt. Hierbei besteht die
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selbe aus einem mosserartigen flachen Teil 7 a gder aue einem geeeigneten
Warkstoff,wie z. B. Messing besteht.Bäi. besonde ren Anforderungen an die Güte der
elektrischen Kontaktver binduhg kann die Oberfläche den-Teils 7a eine z.B.
durch
CTalvaxlik aufgebrachte Schicht eines guten Kontaktstoffes
wie z.B. Silber erhalten.Die Oberkante der KontaktbrUcke 7
weist eine durchgehende
leistenartige Verstärkung 7b auf. Diese Verstärtung 7 b dient einerseits
dem leichten Ein -
setzen und Herausnehmen der Kontaktbrücken 7,andererseita
kennzeichnet sie im eingesetzten Zustand die Verbindungslinien der fertigen Schaltung.Sie
ist daher vorzugsweise schwarz gefärbt, Fig. 5 zeigt eine vollständig aufgebaute,funktionsfähige
elektrische Schaltung gemäß der Erfiadung.Beim gezeigten B eispiel handelt
es sich um eine Transistorschaltung.Der Aufbau der Bausteine 1 erfolgt auf
einer Grundplatte 11.
Gemäß einer Ausbildung der Erfindung kann diese Grundplatte
auch aus einer Gummi - oder Kunstatoffmasse bestehn,in welche magnetisierte
Dauermagnetteilchen eingebaut sind.
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In diesem Fall sind im 3odeil der Baustgine 1 Teile aus Eisen
angeordnet,die eine magnetische Haftung der Bausteine 1
auf der Grundplatte
11 bewirken.Nach dem Zusammensetzen der Bausteine 1 zur gewUnschten
Schaltung werden die elektrischen Verbindungen durch Einsetzen der KontaktbrUcken
7 her gestellt.Durch die Verstärkungen 7b derselben wird in Vor -bindung
mit den auf den Oberseiten der Bausteine 1 darge -
stellten Bauteilsymbolen
5 gilichzeitg das optische Bild der elektrischen Schaltung hergestellt.Auf
diese Weise istes z. B. fUr Spiel - und Unterrichtszwecke leicht mögliehv
nach vorgegebenen Schaltbildern üblicher Darstellungaweise aofort die antspreahande.funktionsfähige
Schaltung herzu -stellen,ohne daß hierzu besondere handwerkliche Fähigkeiten erforderlich
sind.
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In Fig. 6 wird gezeigt,wie gemäß einer Weiterbildung der Erfindung
das Aufsetzen der Bausteine 1 auf einer Grund platte 11 erfolgt.wolohe
im cluadratischen Raster-mit den Rasterlinien 2 angeordnete zylindrische Höcker
lla aufweist.
Hierbei umfassen die Seitenwände 6a des Gehäuses
6 der Bausteine 1 diese Höcker lla ao,daß sich infolge des elastischen
Nachgebenn der Seitenwände 6a ein fester Sitz der Bausteine 1 ergibt.
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Figur 7 zeigt schematisch eine KontaktbrUcke 7,deren Kontaktteil
7a elektrisch aufgetrennt ist,wobei die beiden Teile 7a durch eine aus Isolierstoff
bestehende Leiste 7b meahania&. verbunden eind.An die Teile 7a sind die
Klemmen eines Strommessers angeschlossen.Durch Austausch der KontaktbrUcken
7
nach Fig 4 gegen eine KontaktbrUcke nach Fig.-7 kann auf einfache Weise
in jeder beliebigen Verbindungsstelle der jeweils fließende Strom gemessen
werden.
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Die erfindungagemäßen Vorteile ergeben sich auch bei anderen Arten
der mechanischen Halterung der Bausteine 1 auf der Grundp.latte 11.Beispielsweise
ist es auch möglich,auf der Unterseite der Bausteine 1 Zapfen anzuordnen,welche
in ent -
sprechende Löcher der Grundplatte 11 eingreifen,wobei Zapfen
und Löcher im Grundraster angeordnet sind.Diese Maßnahme gemäß der Erfindung" bietet
den Vorteil,daß z.B. im Rahmen eines fertigen Lehr - und Spielbaukastens
vorgelochte,mit dem gewUnschten Schaltungsbild versehene Blätter auf die Grundplatte
11 aufgelegt werden und die Bausteine 1 auf die vorgedruckten Felder
aufgesetzt werden.,-