DE20005052U1 - Device for displaying chemical and / or physical tests - Google Patents
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Description
Anmelder: Stefan Höller
Uwe KüterApplicant: Stefan Höller
Uwe Kueter
Vorrichtung zur Darstellung chemischer und/oder
physikalischer VersucheDevice for displaying chemical and/or
physical experiments
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to a device according to the features specified in the preamble of claim 1.
Derartige Vorrichtungen werden insbesondere für Lehrveranstaltungen in Schulen, Universitäten und dergleichen eingesetzt. Dabei werden insbesondere zur Darstellung von Volumina oder Volumenänderungen Zylinderanordnungen in Form von Spritzen eingesetzt. Diese Spritzen werden über eine Schlauchleitung z. B. mit einem Sterlingmotor verbunden, so dass eine Volumenänderung durch die sich ändernde Kolbenstellung der jeweiligen Spritze deutlich erkennbar ist. Beim Einsatz farbiger Flüssigkeiten oder Gase wird dies noch deutlicher hervorgehoben, da ein Teil des Zylinderinhalts dann gegenüber dem übrigen farblich hervorgehoben ist. Bekannte Vorrichtungen dieser Art sind so aufgebaut, dass sie auf einem Experimentiertisch aufgestellt werden können, so dass entweder eine verhältnismäßig geringe Zahl von Zuschauern unmittelbar das Experiment beobachten kann oder aber das Experiment über eine Fernsehkamera und Monitore auch einer größeren Zahl von Zuschauern optisch gut sichtbar zugänglich gemacht werden kann. Letzteres bringt jedoch einen erheblichen technischen Aufwand mit sich, der vielen Einrichtungen nicht zur Verfügung steht.Such devices are used in particular for teaching courses in schools, universities and the like. Cylinder arrangements in the form of syringes are used in particular to show volumes or volume changes. These syringes are connected to a Sterling motor, for example, via a hose line, so that a change in volume can be clearly seen through the changing piston position of the respective syringe. This is highlighted even more clearly when colored liquids or gases are used, as part of the cylinder contents is then highlighted in color compared to the rest. Known devices of this type are designed in such a way that they can be set up on an experiment table so that either a relatively small number of spectators can observe the experiment directly, or the experiment can be made visually accessible to a larger number of spectators via a television camera and monitors. The latter, however, entails considerable technical effort, which is not available to many institutions.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung so auszubilden, dass sie mit einfachen technischenAgainst this background, the invention is based on the object of designing a generic device in such a way that it can be used with simple technical
Mitteln auch einer Vielzahl von Zuschauern zugänglich gemacht werden kann. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung.
5means can also be made accessible to a large number of viewers. This object is achieved according to the invention by the features specified in claim 1. Advantageous embodiments of the invention emerge from the subclaims, the following description and the drawing.
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Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist es, die Vorrichtung so auszugestalten, dass sie auf einem üblichen, heute praktisch bei jeder Lehrraumveranstaltung zur Verfügung stehenden Overhead-Projektor platzierbar und damit projizierbar wird. Derartige Projizieranordnungen für Overhead-Projektoren sind auf anderen Gebieten, z. B. für elektrische Experimente zur Messung von Strom und Spannung bekannt, nicht jedoch zur Darstellung chemischer und/oder physikalischer Versuche, bei denen ein Volumen oder eine Volumenänderung eines Fluids mittels einer Kolbenzylinderanordnung darstellbar ist, da man bisher offensichtlich davon ausgegangen ist, dass sich derart räumliche An-Ordnungen zur Projektion nicht eignen.The basic idea of the present invention is to design the device in such a way that it can be placed on a standard overhead projector, which is available at practically every classroom event today, and thus can be projected. Such projection arrangements for overhead projectors are known in other areas, e.g. for electrical experiments for measuring current and voltage, but not for the representation of chemical and/or physical experiments in which a volume or a change in volume of a fluid can be represented by means of a piston-cylinder arrangement, since it has obviously been assumed up to now that such spatial arrangements are not suitable for projection.
Die vorliegende Erfindung sieht eine durchsichtige Platte vor, welche die gesamte Vorrichtung trägt und die zur Auflage auf einen Overhead-Projektor ausgebildet und bestimmt ist, d. h. die in ihren Abmessungen an die Auflagefläehe eines üblichen Overhead-Projektors angepasst ist, beispielsweise etwa DinA4-Format aufweist. Eine solche Platte kann aus Plexiglas oder Glas bestehen und sollte zweckmäßigerweise nahe ihren Seiten dünne Füße aufweisen, welche einerseits einen sicheren Stand auf dem Overhead-Projektor und andererseits einen geringen Abstand zwischen der Platte und dem Projektor gewährleisten, damit ein Zerkratzen von Platte und Projektor beim Auf- oder Absetzen der Vorrichtung weitgehend vermieden werden kann. Die Kolbenzylinderanordnung ist auf der Platte liegend, d. h. mit der Zylinderachse parallel zur Platte vorgesehen, wobei der Zylinder durchsichtig sein muss, damit der darin verfahrbare Kolben und die damit darzustellende Volumenänderung gut sichtbar ist. Der Kolben selbst sollte mindestens abschnittsweise undurchsichtig sein, damit sich dieser vom Zylinder abhebt. Alternativ kann jedoch auch mit farbi-The present invention provides a transparent plate which carries the entire device and which is designed and intended to be placed on an overhead projector, i.e. which is adapted in its dimensions to the surface of a conventional overhead projector, for example in A4 format. Such a plate can be made of plexiglass or glass and should expediently have thin feet near its sides, which on the one hand ensure a secure stand on the overhead projector and on the other hand a small distance between the plate and the projector so that scratching of the plate and projector when the device is placed on or taken off can be largely avoided. The piston-cylinder arrangement is provided lying on the plate, i.e. with the cylinder axis parallel to the plate, whereby the cylinder must be transparent so that the piston which can be moved within it and the volume change to be displayed with it are clearly visible. The piston itself should be opaque at least in sections so that it stands out from the cylinder. Alternatively, however, it can also be provided with colored
gem Fluid gearbeitet werden. Dann kann auch der Kolben durchsichtig ausgebildet sein, was jedoch grundsätzlich nicht zweckmäßig ist. Um eine gute Darstellbarkeit des Zylinders in der Projektion zu erreichen, sollte dieser entweder mit einer Skala versehen sein oder aber zusätzlich farblich hervorgehoben sein.The piston can then also be made transparent, although this is generally not practical. In order to achieve a good representation of the cylinder in the projection, it should either be provided with a scale or additionally highlighted in color.
Wenn die Vorrichtung neben der Skala noch weitere Beschriftungen aufweisen soll, so ist es zweckmäßig, all die Markierungen und Beschriftungen, die zur Projektion vorgesehen sind, in im Wesentlichen einer Ebene parallel zur Platte anzuordnen, und zwar mit möglichst geringem Abstand zur Platte. Da die Projektion solcher Markierungen dann besonders scharf und gut sichtbar ist, wenn sie auf der Oberseite der Vorrichtung angeordnet ist, ist es zweckmäßig, die Zylinderskala auf der vom Overhead-Projektor abgewandten Seite, also an der Oberseite des Zylinders aufzubringen. Dann sollten sämtliche anderen Beschriftungen ebenfalls im Wesentlichen in dieser Ebene vorgesehen sein, so dass entsprechend durchsichtige Abstandshalter vorzusehen sind. Dies können durchsichtige Plexiglasquader oder auch tischartige Abstandshalter sein, die im Hinblick auf die Lichtstärke bei der Durchstrahlung in der Regel günstiger als massive Blöcke sind.If the device is to have further labels in addition to the scale, it is advisable to arrange all the markings and labels intended for projection in essentially the same plane parallel to the plate, and as close to the plate as possible. Since the projection of such markings is particularly sharp and clearly visible when it is arranged on the top of the device, it is advisable to apply the cylinder scale on the side facing away from the overhead projector, i.e. on the top of the cylinder. Then all other labels should also be provided essentially in this plane, so that appropriate transparent spacers are provided. These can be transparent Plexiglas blocks or table-like spacers, which are generally more advantageous than solid blocks in terms of the light intensity when transmitted through.
Als besonders gut darstellbar erwiesen haben sich handelsübliche Glasspritzen mit eingeschliffenen Kolben. Durch die geschliffene Oberfläche des Kolbens erscheint dieser bei der Projektion nahezu schwarz, hebt sich also besonders gut von dem durchsichtigen Glaszylinder mit seiner Skala ab. Derartige Glasspritzen werden zweckmäßigerweise mittels zweier Federbügel auf der Platte festgelegt, in die sie eingeklemmt werden. Solche Federbügel können schmal ausgebildet sein, so dass sie von der Gesamtanordnung nur wenig abschatten. Sie ermöglichen zudem eine Entnahme der Spritze zum Zwecke der Reinigung oder auch zum Austausch. Sie halten die Glasspritze zudem zuverlässig fest, so dass auch beim Transport nicht die Gefahr besteht, dass sich eine Glasspritze versehentlich aus der Vorrichtung löst. Damit auch die Kolben nicht versehentlich herausfal-Commercially available glass syringes with ground-in pistons have proven to be particularly easy to display. The ground surface of the piston makes it appear almost black when projected, and therefore stands out particularly well from the transparent glass cylinder with its scale. Glass syringes of this type are conveniently secured to the plate by means of two spring clips in which they are clamped. Such spring clips can be narrow so that they cast only a small shadow on the overall arrangement. They also allow the syringe to be removed for cleaning or replacement. They also hold the glass syringe securely in place so that there is no risk of a glass syringe accidentally coming loose from the device during transport. To ensure that the pistons do not accidentally fall out, the syringes are secured with a spring clip.
len oder bei Druckbeaufschlagung aus den Zylindern herausfallen, ist es zweckmäßig, auf der Tragplatte einen Anschlag vorzusehen, gegen den das äußere Ende des Kolbens fährt.or fall out of the cylinders when pressure is applied, it is advisable to provide a stop on the support plate against which the outer end of the piston moves.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann nicht nur Glasspritzen zur DarstellungThe device according to the invention can not only use glass syringes for the presentation
von Volumenänderungen beinhalten, sondern darüber hinaus auch weitere Teile des Experiments, wie beispielsweise einen Sterlingmotor, eine Brennstoffzelle oder dergleichen, die dann auf der Platte montiert werden, wobei deren Aufbau im Hinblick auf die Projektion entsprechend gestaltet werden kann.
10of volume changes, but also other parts of the experiment, such as a Sterling engine, a fuel cell or the like, which are then mounted on the plate, whereby their structure can be designed accordingly with regard to the projection.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine Anordnung zur Darstellung der Funktion einer Brennstoffzelle.The invention is explained in more detail below using an embodiment shown in the drawing. The single figure shows an arrangement for illustrating the function of a fuel cell.
Die dargestellte Anordnung weist eine rechteckige, aus Plexiglas bestehende, durchsichtige Platte 1 auf, welche die Größe eines DinA4-Blattes hat. Die Platte 1 ist an ihrer Unterseite nahe der Eckpunkte mit (nicht dargestellten) Unterlegplatten aus Silikon versehen, welche einen direkten Kontakt zwischen Platte und der Oberseite des Overhead-Projektors verhindern und zugleich einen sicheren Stand der Platte auf dem Projektionsfeld des Projektors gewährleisten.The arrangement shown has a rectangular, transparent plate 1 made of plexiglass, which is the size of an A4 sheet of paper. The plate 1 is provided on its underside near the corners with silicone pads (not shown), which prevent direct contact between the plate and the top of the overhead projector and at the same time ensure that the plate stands securely on the projection field of the projector.
Auf der Platte 1 sind zwei Glasspritzen 2 liegend angeordnet, also mit ihrer Achse parallel zur Platte 1. Bei der dargestellten Ausführung sind die Glaszylinder 3 der Spritzen 2 mittels durchsichtiger Bügel 4 auf der Platte 1 befestigt.Two glass syringes 2 are arranged horizontally on the plate 1, i.e. with their axis parallel to the plate 1. In the embodiment shown, the glass cylinders 3 of the syringes 2 are fastened to the plate 1 by means of transparent brackets 4.
Diese durchsichtigen Bügel 4 haben den Vorteil, dass sie in der Projektion kaum wahrnehmbar sind. Sie sind mit transparentem Klebstoff an der Platte einerseits und am Glaszylinder 3 andererseits befestigt. Wenn die Glaszylinder lösbar, d. h. auswechselbar auf der Platte festgelegt werden sollen, ist es zweckmäßig, anstelle der durchsichtigen Bügel 4 schmale Federbügel zu verwenden, die auf der Platte 1 angebracht sind und welche die Glasspritzen 2 formschlüssig halten, jedoch diese unter Kraftanwendung nach oben freigeben.These transparent brackets 4 have the advantage that they are barely perceptible in the projection. They are attached to the plate on the one hand and to the glass cylinder 3 on the other with transparent adhesive. If the glass cylinders are to be fixed to the plate in a detachable, i.e. replaceable, manner, it is advisable to use narrow spring brackets instead of the transparent brackets 4, which are attached to the plate 1 and which hold the glass syringes 2 in a form-fitting manner, but release them upwards when force is applied.
Die Glaszylinder 3 der Spritzen 2 weisen an ihrer Oberseite, also an der von der Platte 1 abgewandten Seite jeweils eine Skala 5 auf. Zwischen den Glasspritzen 2 ist eine Beschriftung 6 angebracht, die ebenfalls projiziert werden soll. Damit eine möglichst scharfe Projektion von Skalen und Beschriftung erreicht wird, ist die Beschriftung 6 mit Abstand zur Platte 1 auf einem Abstandshalter 7 vorgesehen, der tischähnlich aufgebaut ist und aus durchsichtigem Material besteht. Hierdurch liegen die Beschriftung 6 und die Skalen 5 etwa in derselben Ebene parallel zur Platte 1.The glass cylinders 3 of the syringes 2 each have a scale 5 on their upper side, i.e. on the side facing away from the plate 1. A label 6 is attached between the glass syringes 2, which is also to be projected. In order to achieve the sharpest possible projection of scales and labels, the label 6 is provided at a distance from the plate 1 on a spacer 7, which is constructed like a table and is made of transparent material. As a result, the label 6 and the scales 5 lie approximately in the same plane parallel to the plate 1.
In den Glaszylindern 3 sind geschliffene Glaskolben 8 geführt, die je nach Füllung der Glaszylinder 3 mehr oder weniger weit in diese eintauchen. Die Glaskolben 8 sind umfangseitig matt geschliffen, wie dies bei derartigen Glasspritzen 2 üblich ist, um die Dichtheit zu gewährleisten. Die Mattierung sorgt dafür, dass in der Projektion die Kolben nahezu schwarz gegenüber dem hellen Glaszylinder wirken, so dass die Stellung der Glaskolben 8 in Bezug auf die Skala 5 deutlich sichtbar ist. Um ein vollständiges Ausfahren der Glaskolben 8 aus den Glaszylindern 3 zu verhindern, sind Anschläge 9 auf der Platte 1 vorgesehen, die so positioniert sind, dass das freie Ende eines Glaskolbens 8 den Anschlag 9 erreicht hat, bevor das im Glaszylinder 3 befindliche Kolbenende aus diesem ausgetreten ist.Ground glass pistons 8 are guided in the glass cylinders 3, which dip into the glass cylinders 3 to a greater or lesser extent depending on how full they are. The glass pistons 8 are ground matt on their circumference, as is usual with glass syringes 2 of this type, in order to ensure that they are leak-tight. The matt finish ensures that the pistons appear almost black in projection compared to the light glass cylinder, so that the position of the glass pistons 8 in relation to the scale 5 is clearly visible. In order to prevent the glass pistons 8 from extending completely out of the glass cylinders 3, stops 9 are provided on the plate 1, which are positioned in such a way that the free end of a glass piston 8 has reached the stop 9 before the end of the piston located in the glass cylinder 3 has exited it.
Die Glasspritzen 2 sind an ihren Spitzen mit durchsichtigen Schlauchleitungen 10 verbunden, die zu den beiden Seiten einer Brennstoffzelle 11 führen. Die Anordnung dient also zur Darstellung der Funktion einer Brennstoffzelle, wobei eine Glasspritze zur Aufnahme von Wasserstoff und die andere zur Aufnahme von Sauerstoff vorgesehen ist. Gegebenenfalls kann auf der Platte 1 auch noch ein Strommessgerät ebenfalls zur Projektionsdarstellung angeordnet sein.The glass syringes 2 are connected at their tips to transparent hose lines 10, which lead to both sides of a fuel cell 11. The arrangement thus serves to illustrate the function of a fuel cell, with one glass syringe being intended to take in hydrogen and the other to take in oxygen. If necessary, an ammeter can also be arranged on the plate 1 for projection display.
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