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Baustein für elektrische oder elektronische Schaltungen
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Baustein für elektrische oder
elektronische Schaltungen, insbesondere Modell- oder Versuchsschaltungen, der mit
gleichartigen Bausteinen auf einer Grundplatte angeordnet und elektrisch verbunden
wird und ein elektrisches oder elektronisches Schaltglied und/oder eine integrierte
Schaltung trägt.
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Ein solcher Baustein kann Anwendung finden auf dem Spielzeugsektor,
innerhalb von Experimentiersystemen zur Einführung in die Elektrotechnik und die
Elektronik.
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Derartige Bausteine sind im Zusammenhang mit auf dem Markt erhältlichen
Experimentierkästen allgemein bekannt. Dabei werden die elektrischen oder elektronischen
Bauelemente bzw.
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Schaltglieder lose mitgeliefert, oder sie befinden sich unzugänglich
in durchsichtigen Kunststoffbausteinen. Bei dem erstgenannten bekannten System muß
der Experimentierende die Bauelemente in Feder systeme fassen und auf Grundplatten
montieren. Nachfolgend werden, ebenfalls über Federsysteme, die Leitungsverbindungen
durch Einklemmen in die Federn hergestellt.
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Da die Experimentierenden zumeist Laien sind, besteht bereits bei
der Vormontage der losen Bauelemente die Gefahr, daß diese mechanisch oder beim
anschließenden ersten Versuch elektrisch beschädigt werden. Letztere Gefahr besteht
insbesondere für Halbleiterbauelemente, z.B. wenn ein Transistornicht mit der richtigen
Polung an seinen Zuführungsleitungen zur Basis, zum Kollektor und zum Emitter montiert
wird. Da sowohl die Anschlußdrähte als auch die Federn im Laufe der Zeit leicht
oxidieren und oftmals awhder Federdruck nicht ausreicht wilden sich bei einem derartigen
System unerwünschte, zusätzliche Widerstandswerte, oder auch Wackelkontakte. Selbst
wenn diese Fehler gering sind, ergeben sich häufig erhebliche Schwierigkeiten, weil
der laienhafte Experimentierer bei aufwendigeren elektronischen Schaltungen sehr
oft die Fehlerquelle nicht finden kann.
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Bei den vorstehend an zweiter Stelle genannten bekannten Bausteinen,
die die Schaltglieder enthalten und durch magnetische Haftung auf einer Grundplatte
befestigt werden, geht die Information über die Beschaffenheit der industriellen
Schaltglieder verloren, der Bezug zur praktischen Leitungsverbindung fehlt. Das
bekannte System eignet sich daher eher für fortgeschrittene Experimentierer, die
bereits Übung im Lesen eines Schaltplanes besitzen.
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Schließlich sind Experimentierkästen im Handel, bei denen die SchaltXieder
bzw. elektrischen oder elektronischen Bauelemente in festen Kästen angeordnet sind
und zum Beispiel alle Ohm'sche Widerstände zusammen angeordnet sind. Die Leitungsverbindung
erfolgt ebenfalls über Federkontakte. Da bei einer solchen Anordnung der Aufbau
einer Schaltung nicht schaltplangetreu
erfolgen kann, ergeben sich
unübersichtliche Leitungsverbindungen, d.h. die didaktische Möglichkeit fehlt, in
einfacher Weise zum Lesen von Schaltplänen hinzuführen.
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Weiterhin ist das übliche Feder-Klemm-System mit den oben erwähnten
Fehlern behaftet.
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Der Erfindung liegt ausgehend vom Baustein der eingangs genannten
Gattung die Aufgabe zugrunde, denselben einbaufertig, mit üblichen industriellen
Schaltgliedern und/oder integrierten Schaltungen ausgerüstet zu gestalten und eine
sichere Anschlußmöglichkeit für weitere Bausteine zu gewährleisten.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß der Baustein mit dem
Schaltglied oder der integrierten Schaltung verbundene, von seiner Frontseite her
zugängliche Anschlußbuchsen aufweist und daß er auf seiner Rückseite mindestens
einen isolierten Steckteil trägt.
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Vorzugsweise sind die Anschlußdrähte des Schaltgliedes oder der integrierten
Schaltung in durchgehenden Öffnungen, jeweils zwischen der die Öffnung begrenzenden
Wand und einem in der Öffnung sitzenden, die Anschlußbuchse bildenden Hohlniet,
eingepreßt.
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Vorteilhaft läßt sich der erfindungsgemäße Baustein mit seinem isolierten
Steckteil einfach auf eine Grundplatte stecken.
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Die elektrische Verbindung mit anderen Bausteinen erfolgt ebenfalls
in einfacher Weise durch eine Leitungs-Stecktechnik.
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Für die Leitungsverbindung können isolierte Drähte in verschiedenen
Längen verwendet werden. Die blanken Drahtenden werden in die entsprechenden Buchsen
der Bausteine gesteckt
und durch einen in die Anschlußbuchse einzuführenden
Plastikstecker, kontaktsicher gehalten. Bei dieser Verbindungstechnik sind Kontaktfehler
sowohl im Inneren des Bausteines durch feste Klemmung mittels des Hohlnietes als
auch beim äußeren Anschluß durch entsprechend starkes Eindrücken des Plastiksteckers
vermieden. Die Drahtenden können auch mit Steckteilen ausgerüstet sein.
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Der Baustein besitzt eine Vielzahl von in einem bestimmten Raster
angeordneten Öffnungen, von denen die.anschlußfreien Öffnungen durch eine frontseitige
Klebefolie abgedeckt sind, während die mit Hohlnieten versehenen Öffnungen frei
zugänglich sind. Die vorzugsweise selbstklebende Folie erfüllt vorteilhaft zwei
Funktionen, die Abdeckung von für den Anschluß des Schaltgliedes nicht notwendigen
Öffnungen, und sie weist die grafische Darstellung des Schaltsymbols mit den Verbindungsleitungen
auf. Zweckmäßig ist das Schaltglied und/oder die integrierte Schaltung (IC) auf
der Frontseite des Bausteines angeordnet, so daß das reale Schaltelement und sein
Schalsymbol bzw. Schaltbild sich nebeneinander befinden und vom Lernenden optisch
gemeinsam erfaßt werden.
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Für den Schutz empfindlicher elektronischer Schaltglieder oder für
IC's ist zweckmäßig/ mit den Anschlußbuchsen sich deckende Löcher aufweisende Abdeckung
vorgesehen.
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Vorzugsweise besteht der Baustein aus Kunststoff und besitzt eine
Frontplatte , die mit Seitenwänden sowie hohlzylindrischen Buchen und den vollzylindrischen
Steckteilen an ihrer Unterseite einheitlich ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen: eine durchsichtige,
Fig.
1 einen Baustein in Seitenansicht, Fig. 2 den Baustein nach Fig. 1 in Draufsicht
Fig. 3 den Baustein nach Fig. 1 von unten, Fig. 4 einen Teilschnitt gemäß Schnittlinie
4-4 in Fig. 2 ohne Schaltglied und Fig. 5 eine perspektivische Darstellung der Anordnung
von Bausteinen auf einer Grundplatte.
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Gemäß Fig. 1 trägt der Baustein 10 auf seiner Frontseite 11 ein Schaltglied
12 und besitzt Steckteile 13, die direkt an seine Frontplatte 14 -(vgl. Fig. 4)
angeformt sind. Das Schaltglied 12 weist Anschlußdrähte 15 auf.
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In Fig. 2 sind Anschlußbuchsen 16, 17 für äußere Stromzuführungen
erkennbar. Die Seitenwände 20 bis 24 des Bausteines 10 stehen etwas über das Niveau
der Frontplatte 14 über, so daß eine selbstklebende Folie 25 bei Gebrauch des Bausteines
geschützt liegt bzw. nicht aufgerollt werden kann. Die Folie 25 trägt das Schaltbild
des Bausteines 10.
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Entsprechend Fig. 3 ist eine Mehrzahl von durchgehenden, d.h. bis
mindestens zur Folie 25 durchgehenden Öffnungen 26 vorgesehen, in die Hohlniete
27 einsetzbar sind. Diese werden in die Öffnungen 26 unter Einschluß der Anschlußdrähte
15 eingepreßt, die für Anschlußbuchsen 16, 17 vorgesehen sind (vgl. Fig. 4). Die
Öffnungen 26 sind im Ausführungsbeispiel durch hDhlzylindrische Buchsen 28 gebildet.
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Aus Fig. 4 ist neben den vorbeschriebenen Einzelheiten ersichtlich,
wie der Anschlußdraht 15 zwischen der Zylinderwand 28 und dem Hohlniet 27 eingepreßt
unlösbar gehalten ist.
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Die Öffnung 26' (links) ist durch die Folie 25 abgedeckt.
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Die Frontplatte 14, die Steckteile 13, die Seitenwände 20 bis 24 und
die hohlzylindrischen Buchsen 28 stellen eine aus Kunststoff bestehende Einheit
dar. Die diesbezüglich unterschiedlichen Schraffuren dienen lediglich der besseren
Übersicht.
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Eine Anordnung von drei Bausteinen 140, 150, 160 auf einer Grundplatte
130 mit Verbindungsleitungen 131 stellt einen einfachen Stromkreis aus Batterie
132, Taster 133 und Glühlampe 134 dar. Die Bausteine 110, 15, 160 werden, wie eingangs
erwähnt, einfach auf die Grundplatte 130 mit einem angepaßten Öffnungsraster gesteckt;
die äußeren Verbindungsleitungen 131 werden mittels Plastiksteckern 135 in den Anschlußbuchsen
116, 117 kontaktsicher gehalten.
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Der mechanische Steckanschluß der Bausteine 10, 140, 150, 160 an die
Grundplatte 130 einerseits und die Leitungsstecktechnik andererseits sind vom Laien
leicht zu bewerkstelligen.
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Der Aufbau und die Form industrieller Schaltglieder und IC's ist erkennbar.