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von Anspruch 1.
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Dabei betrifft die Erfindung sowohl solche Ausführungsformen, bei
welchen die Wähleinrichtung und die zugehörige Elektronik vom Hörer-Gehäuse getrennt
im Gerätegehäuse untergebracht ist, als auch solche Ausführungsformen, bei welchen
das Gerätegehäuse lediglich als Auflage für ein Hörer-Gehäuse dient und die Wähleinrichtung
mit der zugehörigen Elektronik am Hörer-Gehäuse, z. B. zwischen Sprech- und Hörmuschel,
untergebracht ist.
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Derartige Telefonanlagen finden gleichermaßen als Haustelefon wie
auch als Kinderspielzeug Verwendung.
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Dementsprechend müssen solche Anlagen robust in der Handhabung und
kostengünstig herstellbar sein. Diesen Anforderungen werden herkömmliche derartige
Anlagen nur unzureichend gerecht.
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Aus der Zeitschrift »Der Fernmelde-lngenieur«, 1972, Heft 3, Seiten
6 bis 9, ist eine gattungsgemäße Telefonanlage bekannt. Die DE-AS 21 42 858 beschreibt
eine Telefonanlage mit einer elektroakustischen Piezo-Einrichtung, die zwei beiderseits
einer Platte aus piezoelektrischem Material angeordnete metallische Elektroden umfaßt.
wobei die eine Elektrode in zwei miteinander gleichstrommäßig nicht verbundene Teilelektroden
aufgeteilt ist und in einer Schalterstellung zwischen den Teilelektroden und der
anderen Elektrode eine die Erzeugung eines Summtons gestattende Rückkopplungs-und
Verstärkeranordnung vorgesehen ist.
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Aus der DE-AS 14 62 204 ist es an sich bekannt, daß ein Fernsprechgerät
eine Verstärker-Oszillator-Anordnung enthält, die während des Empfangs des Rufstroms
das Mikrofon des Handapparates zur Erzeugung eines Summtons verwendet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Telefonanlage zu schaffen,
welche bei hoher Funktionssicherheit besonders kostengünstig herstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch den kennzeichnenden Teil von Anspruch
1. Durch die Verwendung als Sprecheinrichtungen an sich bekannter Piezo-Einrichtungen
lassen sich diese Bauteile besonders preisgünstig herstellen, zumal piezoelektrische
Materialien zunehmend preisgünstiger zu beziehen sind. Durch die Aufteilung einer
Elektrode der Piezo-Einrichtung in zwei Teilelektroden und die den Teilelektroden
zugeordnete Rückkopplungs- bzw. Verstärkungsanordnung wird es möglich, die Sprecheinrichtung
gleichzeitig als Summer zu verwenden, so daß hierfür mechanische Bauteile entfallen
und die Stromaufnahme, was insbesondere bei Batteriebetrieb von Bedeutung ist, reduziert
wird. Auch der Aufwand an elektrischen Bauteilen ist auf ein Minimum beschränkt,
da durch die Schaltungsanordnung die Rückkopplungs- bzw. Verstärkungsanordnung im
wesentlichen mittels eines Transistors und zweiter Widerstände verwirklicht werdcn
kann. Durch das Aufbringen der Piezo-Einrichtung auf eine gespannte Folie können
kostengünstige Piezo-Einrichtungen mit einer Eigenfrequenz von ca. 3000 Hz verwendet
werden und trotzdem wird auch im Frequenzbereich von 500 bis 2000 Hz ein günstiger
Wirkungsgrad crreicht.
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In besonders vorteilhafter Weise wird die Erfindung
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gemäß Anspruch 2 weiter ausgestaltet. Durch einfache Betätigung eines
der Umschalter kann danach von einer Hör-Sprechstelle aus die Rückkopplungs-Verstärkungsanordnung
der anderen Sprechstelle aktiviert werden, wodurch eine mechanische Schwingung hervorgerufen
wird, welche als Summton zu hören ist. Im einfachsten Fall erfolgt die Aktivierung
der Rückkopplungs- und Verstärkungsanordnung dadurch, daß der Transistor mit einer
entsprechenden Spannung beaufschlagt wird, wenn der Ruf-Umschalter betätigt wird.
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Durch eine Anordnung nach Anspruch 3 ist es möglich, die Rückkopplungs-Verstärkungsanordnung
nicht nur zur Erzeugung bzw. Aufrechterhaltung der Summer-Schwingungen sondern auch
als Verstärkungsschaltung zu verwenden, wenn die Sprecheinrichtung, d. h. also die
diese Funktion wahrnehmende Piezo-Einrichtung, mit Schallwellen beaufschlagt wird.
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Im Rahmen einer schaltungsmäßig besonders einfachen Konzeption ist
auch die Höreinrichtung als Piezo-Einrichtung ausgestaltet, da hierdurch eine optimale
Abstimmung auf die Sprecheinrichtung möglich ist und zusätzliche Spannungsteiler
oder aufwendigere Verstärker vermieden werden können.
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Die gemäß Anspruch 5 vorgesehenen Leuchtdioden gestatten eine das
Bestehen einer Rufbetätigung bestätigende Leuchtanzeige.
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Die Ausgestaltung nach Anspruch 6 eignet sich insbesondere dann,
wenn die erfindungsgemäße Telefonanlage vornehmlich als naturgetreu aussehendes
Kindertelefon verwendet werden soll, da dann durch Betätigung einer beliebigen Wahltaste
der Ruf-Umschalter betätigt wird und während der Zeitdauer der Betätigung in einer
jeweils anderen Hör-Sprechstelle ein Summton erzeugt wird.
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Zur Erläuterung der Erfindung dient die nachfolgende Beschreibung
einer bevorzugten Ausführungsform anhand der Zeichnung. Dabei zeigt F i g. 1 ein
Prinzipschaltbild und F i g. 2 einen schematischen Schnitt durch ein Hörer-Gehäuse
mit Hör- und Sprecheinrichtung.
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Die in F i g. 1 dargestellte Anordnung umfaßt zwei identisch aufgebaute
Hör- und Sprechstellen H 1 und H 2, welche durch ein zweiadriges Kabel K 3 verbunden
sind. Aufgrund der gleichen Ausbildung der beiden Hör-Sprechstellen H 1 und H 2
beschränkt sich die folgende Beschreibung auf eine der beiden.
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Als Sprecheinrichtung, d. h. als Mikrofon und gleichzeitig als Summer
dient eine Piezo-Einrichtung P 1. Diese Piezo-Einrichtung umfaßt beiderseits einer
Platte P aus piezoelektrischem Material Elektroden A und B, C.
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Die Elektrode B, C besteht aus einer kreisförmigen inneren Teilelektrode
Cund einer diese ringförmig umgebenden, von der inneren Teilelektrode C gleichstrommäßig
isolierten Elektrode B.
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Die Teilelektrode Cist mit der Basis eines npn-Transistors T1 verbunden.
Über den Emitter des Transistors T1 wird die Rückkopplung zur Elektrode A bewirkt.
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Über Basis und Kollektor des Transistors T1 liegt ein Widerstand R
1. Eine Spannungsquelle B 1, vorzugsweise eine Batterie oder aber auch ein Transformator
mit Gleichrichter ist mit dem Kollektor des Transistors einerseits und mit dem einen
Endkontakt entsprechend der Schaltstellung 2 des einen Umschalters SB verbunden.
Ein Widerstand R 2 liegt zwischen der Elektrode A bzw. dem Emitter des Transistors
T1 und dem Mittelkontakt des Umschalters SB. Der der Schaltstellung 1 entsprechende
andere Kontakt des Umschalters SB ist mit der Teilelektrode B verbunden. Parallel
zum Widerstand R 2 liegt eine Zweite Piczo-Einrichtung P2.
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Der Mittclkontakt des Umschalters SB ist mit dem Ausgang, d. h. mit
einer Ader des Kabels K 3 der Hör-Sprechstelle verbunden.
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Darüber hinaus ist ein weiterer Umschalter SA vorgesehen, dessen
der Schaltstellung 2 entsprechender Kontakt über einen Elektrolytkondensator C 1
mit der Elektrode A verbunden ist. Der Mittelkontakt des Umschalters SA ist mit
dem zweiten Ausgang der Hör-Sprechstelle, d. h. mit der jeweils anderen Ader des
Kabels K 3 verbunden. Der der Schaltstellung 1 entsprechende Kontakt SA ist mit
dem einen Pol der Spannungsquelle bzw. dem Kollektor des Transistors T1 über eine
Diodenanordnung verbunden. Diese Diodenanordnung umfaßt zwei in umgekehrter Richtung
parallel zueinander geschaltete Dioden D t und D 2, wovon die Diode D 2 als Leuchtdiode
ausgebildet ist.
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Die Umschalter SB und SA sind an dem in der Zeichnung nicht dargestellten
Gehäuse der Hör-Sprechstelle H t bzw. 112 so angeordnet, daß sie beim Auflegen des
Hörer-Gehäuses 10, welches aus F i g. 2 ersichtlich ist, in die eine Schaltstellung
gedrückt sind, nämlich in die Schaltstellung 1, und unter Federdruck beim Abheben
des Hörers selbsttätig in die Schaltstellung 2 gelangen können, wobei der Umschalter
SA durch eine Wählscheibe oder eine Tastatur so betätigt werden kann, daß er trotz
abgenommenem Hörer-Gehäuses 10 in die Schaltstellung 1 gelangt.
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Das in F i g. 2 dargestellte Hörer-Gehäuse 10 ist üblicherweise als
Haltegriff 11 mit zwei muschelartigen Ansätzen 12 und 13 ausgebildet, deren flaches
Unterteil jeweils Durchbrechungen 14 aufweist. Der Ansatz 12 nimmt die Höreinrichtung
15 und der Ansatz 13 die Sprecheinrichtung 16 mit dem integrierten Summer auf.
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Die Höreinrichtung 15 umfaßt einen mit dem Gehäuse 10 verbundenen
Kunststoffring 17, zwischen welchem und einem weiteren Kunststoffring 18 eine Folie
19 gespannt ist. Auf der Folie 19 ist die Piezo-Einrichtung P2 befestigt Diese umfaßt
eine Elektrode D aus Metall, eine Platte P aus piezoelektrischem Material und eine
weitere Elektrode E aus Metall. An den Elektroden E und D befinden sich Kontakte
20 und 21 mit daran angebrachten, im weiteren Verlauf nicht dargestellten Leitungen.
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Die Sprechstelle 16 umfaßt eine Piezo-Einrichtung Pl, welche wie
vorstehend beschrieben über eine gespannte Folie 22 und zwei Kunststoffringe 23
und 24 so gelagert ist, daß vom Gehäuse 11 keine Schwingungen auf die Piezo-Einrichtung
P1 und umgekehrt übertragen werden.
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Die Piezo-Einrichtung P1 umfaßt eine durchgehende, kreisscheibenförmige
Elektrode A, eine Platte aus piezoelektrischem Material Pund zwei weitere metallische
Elektroden Bund C. Dabei ist die Elektrode Cscheibenförmig ausgebildet und wird
gleichstrommäßig hiervon isoliert von der ringförmig ausgebildeten Elektrode B umgeben.
Kontakte 25, 26, 27 gestatten den Anschluß von im weiteren Verlauf ebenfalls nicht
dargestellten elektrischen Leitungen. Zur Herstellung einer Sprechverbindung z.
B. von der Hör-Sprechstelle H t zur Hör-Sprechstelle H2 geht man so vor, daß das
Hörer-Gehäuse 10 vom Gehäuse der Hör-Sprechstelle H1 abgenommen wird. Hierdurch
gelangen die Umschalter SB und SA von der Schaltstellung 1 beide in die Schaltstellung
2. Bei dieser Schaltstellung des Schalters SB ist die Rückkoppel-Elektrode B abgetrennt
und nicht aktiviert Nun wird der Umschalter SA in die Schaltstellung 1 gebracht,
indem er z. B. direkt betätigt wird, oder aber
eine Wählscheibe
betätigt wird oder indem eine Taste einer Tastatur gedrückt wird, wobei diese Betätigungsbewegung
von einer Mehrzahl von Tasten mittels einer Wipplatte auf den Schalter SA übertragen
werden kann.
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Durch die Betätigung des Umschalters SA und das Verbringen desselben
in die Schaltstellung 1, wobei das Hörer-Gehäuse der Hör-Sprechstelle H 2 aufgelegt
ist, sich die dortigen Schalter SB und SA also in der Schaltstellung 1 befinden,
gelangt Batteriespannung der Spannungsquelle B t in der Hör-Sprechstelle 1 über
das Kabel K 3 zur Hör-Sprechstelle 112 und der dortige Transistor T1 wird über den
Widerstand R t mit einer Vorspannung beaufschlagt. so daß ein Strom durch den Transistor
T 1 und den Widerstand R 2 fließen kann. Auf diese Weise entsteht ein Spannungsabfall
über dem Widerstand R 2 und den Elektroden A, B der Piezo-Einrichtung Pl. Diese
Spannungsänderung über den Elektroden A, B erzeugt eine phasenproportionale Spannungsänderung
über den Elektroden C; A, wodurch wiederum der Transistor T1 durch eine Spannung
beaufschlagt wird. Da sich die Rückkopplungsspannung in der richtigen Phase befindet
und eine geeignete Amplitude aufweist (die Teilelektroden C und B weisen etwa die
gleiche Gesamtfläche auf), erhält die durch den Transistor T1 im wesentlichen gebildete
Verstärkungs- und Rückkopplungsanordnung die erzeugte Schwingung aufrecht. Die Spannungsschwingung
über dem Widerstand R 2 bzw. über den Elektroden A, B wird durch die Platte Paus
piezoelektrischem Material in mechanische Schwingungen umgesetzt, es entsteht also
ein hörbarer Summton.
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Dieser Summton führt dazu, daß das Hörer-Gehäuse 10 der jeweils anderen
Hör-Sprechstelle H 1 bzw. 112 abgenommen wird. Da dann auch eine Betätigung des
Summers nicht. mehr nötig ist und dementsprechend unterbleibt, sind sämtliche Schalter
SA und SB beider Hör-Sprechstellen H 1 und 112 in der Schaltposition 2.
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Hierdurch wird der Transistor T 1 jeweils mit einer Vorspannung beaufschlagt.
Auf die Piezo-Einrichtung auftreffende Schallwellen erzeugen nun umgekehrt eine
Spannungsänderung über den Elektroden A, C. Hierdurch wird der Basis-Emitterstrom
des Transistors T1 beeinflußt und der Transistor verstärkt diese Spannung und erzeugt
eine proportionale Spannung über dem Widerstand R 2 und deshalb über der Piezo-Einrichtung
P2, welche als Höreinrichtung dient. Da der Widerstand R 2 und die Piezo-Einrichtung
P2 der einen Hör-Sprechstelle H 1 und der anderen Hör-Sprechstelle H2 wechselstrommäßig
parallel zueinander geschaltet sind, kann eine Sprechverbindung bei dicser Schalterstellung
stattfinden.