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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Telefonzubehör, insbesondere auf einen Leistungsschalter,
der Teilnehmersignale zur Steuerung der Zufuhr an elektrischer Energie
an ein Telefongerät
benutzt.
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Herkömmliche
Telefongeräte,
so beispielsweise Telekopierer, Anrufbeantworter und Drahtlostelefone,
sind so gebaut, daß sie
ständig
elektrische Energie von einer Energiequelle beziehen und auf diese
Weise elektrische Energie auch dann verbrauchen, wenn sie sich im
eingehängten
oder Wartezustand befinden. Die 4 und 5 zeigen
zwei herkömmliche
Schemata zur Reduzierung des elektrischen Energieverbrauches eines
Telefongerätes. In 4 ist
das Telefongerät 703 über zwei
Telefondrähte
A, B mit einer lokalen Telefonleitungsschleife verbunden und steht
darüber
hinaus über
zwei Stromleitungen C, D mit einer Wechselstromquelle in Verbindung.
Ein Spannungsschalter 701 ist mit den Telefondrähten A,
B verbunden und auch mit der Wechselstromquelle. Der Spannungsschalter 701 stellt
zwischen der Stromquelle und der Stromleitung C gemäß den Telefonleitungsschleifensignalen
an den Telefondrähten
A, B eine Verbindung her oder unterbricht sie. In 5 ist
das Telefongerät 703 über ein
Paar Telefondrähte
A, B an die örtliche
Telefonleitungsschleife angeschlossen und steht darüber hinaus
mit einer Solarzelle 704 in Verbindung. Ein Spannungsschalter 702 ist
mit den Telefondrähten
A, B verbunden und darüber
hinaus auch mit einer Wechselstromquelle (nicht gezeigt) über die
Spannungsleitungen E, F. Ähnlich
der in 4 gezeigten Schaltung stellt der Stromschalter 702 zwischen
dem Telefongerät 703 und
der Solarzelle 704 entsprechend den Telefonschleifensignalen
an den Telefondrähten A,
B eine Verbindung her oder unterbricht sie. Da das Telefongerät 703 normalerweise
von der Wechselstromquelle oder der Solarzelle 704 getrennt
ist, wenn es sich im eingehängten
oder Wartezustand befindet, läßt sich
der elektrische Stromverbrauch verringern. Da jedoch die Stromschalter 701, 702 einen
Anschluß an
die Wechselstromquelle benötigen, ist
auf die oben erwähnten
Schematat kein Verlaß, um
einen sicheren Betrieb des Telefongerätes 703 im Falle von
Stromausfall zu erreichen.
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Um
die Betriebsfähigkeit
der Telefongeräte im
Falle von Stromausfall sicherzustellen, wurde bereits vorgeschlagen,
die oben erwähnten
Stromschalter 701, 702 an eine nicht abschaltbare
Stromquelle anzuschließen.
Die Verwendung der nicht abschaltbaren Stromquelle führt jedoch
für die
Verbraucher zu zusätzlichen
Kosten.
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Die
US 3 688 043 offenbart eine
Zeitschaltung mit einem ersten Relais, das einen Bandrecorder eines
automatischen Telefonanrufbeantwortungsgerätes betätigt, um eine Mitteilung abzusenden,
sowie ein zweites Relais, das einen anderen Bandrecorder eines automatischen
Telefonanrufbeantworters zur Aufnahme einer empfangenen Mitteilung
betätigt.
Im Betriebszustand ermöglicht
das vorhandene Läuten
an einer Telefonleitung den Schaltvorgang des ersten Relais durch
eine Starterschaltung. An dieser Stelle arbeitet der Bandrecorder
in der Weise, daß die
vorher aufgezeichnete Ausgangsmitteilung zur Telefonleitung gesendet
wird. Am Ende der Ausgangsmitteilung stoppt das zweite Relais den Betrieb
des Bandrecorders und beginnt mit dem Betrieb des Bandrecorders
zur Aufnahme der eingehenden Mitteilung. Eine Signal-Diskriminator-Schaltung ist
vorgesehen um sicherzustellen, daß der Aufnahmevorgang des Bandrecorders
bis zum Ende der eintreffenden Mitteilung fortgesetzt wird. Eine
Zeitschaltung wird wiederholt durch eine impulserzeugende Schaltung
der Signal-Diskriminator-Schaltung gestartet, und zwar so lange,
wie die eintreffende Mitteilung vorhanden ist. Nach Ablauf der durch
die Zeitschaltung eingestellten Zeitperiode, und sobald die Signal-Diskriminator-Schaltung
das Vorhandensein der eintreffenden Mitteilung nicht länger feststellt,
(d. h. keine weiteren Impulse mit der impulserzeugenden Schaltung
erzeugt) wird der automatische Telefonanrufbeantworter in einen
anfänglichen Stand-by-Betriebszustand
zurückgestellt.
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Somit
besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Netzschaltereinrichtung
zu schaffen, die Telefonschleifensignale zur Steuerung der elektrischen
Energiezufuhr an ein Telefongerät verwendet
und den Betrieb des Telefongeräts
selbst dann ermöglicht,
wenn die Stromzufuhr versagt.
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Erfindungsgemäß kann der
Netz- oder Leistungsschalter bei einem Telefongerät verwendet
werden, das über
ein Paar Telefondrähte
mit einer lokalen Telefonschleife verbunden ist und das ein Paar Stromleitungen
für den
Anschluß an
eine Stromquelle aufweist.
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Der
Leistungsschalter weist folgende Teile auf: einen Gleichrichter,
der an die Telefondrähte
zur Bearbeitung eines Telefonschleifensignals anschließbar ist,
das an den Telefondrähten
vorhanden ist und zur Erzeugung eines Gleichstromaus gangssignals
dient; ein Stromrelais mit einer Erregerspule und einer ersten Schaltereinheit,
die mit einer der Stromleitungen an die Stromquelle anschließbar ist; einen
Differentiator, der zwischen den Gleichrichter und die Erregerspule
des Stromstroßrelais
geschaltet ist, wobei die Erregerspule des Stromstroßrelais durch
den elektrischen Strom erregt wird, der durch den Differentiator
fließt,
so daß die
erste Schaltereinheit eine Verbindung zwischen der einen Stromleitung
und der Stromquelle herstellt, um dadurch den Betrieb des Telefongerätes zu ermöglichen,
sobald das Telefonleitungsschleifensignal in den Telefondrähten ein
Freizeichen ist; einen zwischen den Gleichrichter und die Erregerspule
des Stromstoßrelais
geschalteten Integrator; und einen Entladungssteuerschaltkreis,
der mit dem Differentiator und dem Integrator verbunden ist und
den Integrator daran hindert, elektrischen Strom abzugeben, wenn
das Telefonleitungsschleifensignal, das in den Telefondrähten vorhanden
ist, das Klingelsignal ist, und dem Integrator ermöglicht zu
entladen, sobald das Telefonleitungsschleifensignal in den Telefondrähten weder das
Klingelsignal noch ein Sprechsignal ist, wobei die Erregerspule
des Stromstoßrelais
durch den elektrischen Strom erregt wird, der von dem Integrator
abgegeben wird, so daß die
erste Schaltereinheit die Verbindung zwischen einer der Stromleitungen
und der Stromquelle unterbrechen kann und damit das Telefongerät außer Betrieb
setzt.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
detaillierten Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezug
auf die zugehörigen
Zeichnungen, in denen sind:
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1 und 2 schematische
Schaltungsblockdiagramme gemäß bevorzugten
Ausführungsformen
eines verwendungsgemäßen Leistungsschalters
bei Verwendung an einem Telefongerät;
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3 ein
schematisches elektrisches Schaltungsdiagramm der bevorzugten Ausführungsform; und
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4 und 5 schematische
Schaltungsblockdiagramme, die zwei herkömmliche Schemata zur Verringerung
des elektrischen Stromverbrauches eines Telefongerätes darstellen.
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Wie
aus 1 ersichtlich, ist die bevorzugte Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Leistungsschalters
zur Benutzung bei einem Telefongerät 103 geeignet, beispielsweise
Faxgeräten,
Anrufbeantwortern, drahtlosen Telefonsets, häuslichen automatischen Servern
und automatischen Büroservern. Das
Telefongerät 103 ist über ein
Paar Telefondrähte A,
B an eine örtliche
Telefonleitungsschleife angeschlossen und steht darüber hinaus über Stromleitungen
G, H mit einer Stromquelle in Verbindung. Die Stromquelle kann eine
Wechselstromquelle oder eine Gleichstromquelle 105 sein,
beispielsweise eine Solarzelle, wie am besten in 2 gezeigt.
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Wie
weiterhin aus 3 ersichtlich, eignet sich der
Leistungsschalter zur Herstellung oder Unterbrechung von Verbindungen
zwischen dem Telefongerät 103 und
der Stromquelle gemäß dem an den
Telefondrähten
A, B auftretenden Telefonleistungsschleifensignal. Der Leistungsschalter
weist im allgemeinen einen Gleichrichter 101, ein Stromstoßrelais
mit einer Erregerspule 102, einen Differentiator 20 und
einen Integrator 50 auf.
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Bei
dieser Ausführungsform
ist der Gleichrichter 101 ein Brückengleichrichter, der sich
an die Telefondrähte
A, B anschließen
läßt. Der
Gleichrichter 101 verarbeitet das Telefonleitungsschleifensignal an
den Telefondrähten
A, B zur Erzeugung eines Gleichstromausgangs.
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Der
Differentiator 20 verbindet eine positive Ausgangsklemme
des Gleichrichters 101 mit der Erregerspule 102 des
Stromstoßrelais
und weist eine Reihenverbindung einer Diode 201 und eines
Kondensators 202 auf. Im einzelnen ist festzustellen, daß die Diode 201 eine
Anode besitzt, die mit der positiven Ausgangsklemme des Gleichrichters 101 in
Verbindung steht, sowie eine Kathode, die mit einer positiven Ausgangsklemme
des Kondensators 202 verbunden ist. Der Kondensator 202 hat
eine negative Klemme, die mit einer positiven Klemme der Erregerspule 102 verbunden
ist. Die Erregerspule 102 weist eine negative Klemme oder
Pol auf, der mit einem positiven Pol des Gleichrichters 101 in
Verbindung steht. Der Kondensator 202 wird durch den Gleichstromausgang
des Gleichrichters 101 geladen und steuert somit den Erregerstrom
an die Erregerspule 102 des Stromstoßrelais, sobald das Telefonleitungsschleifensignal
an den Telefondrähten
A, B ein Klingel- oder Läutsignal
ist.
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Bei
dieser Ausführungsform
ist das Stromstoßrelais
ein doppelpoliger Einhebel- oder
Doppelhebelstromstoß-Relaisschalter.
Neben der Erregerspule 102 weist das Stromstoßrelais
ferner eine erste Schaltereinheit (a) zur Herstellung oder Unter brechung
der Verbindung zwischen der Stromquelle und der Stromleitung (H)
auf, sowie eine zweite Schaltereinheit (b) zur Herstellung und Unterbrechung
der Verbindung zwischen der positiven Ausgangsklemme des Gleichrichters 101 und
dem Integrator 50. Im einzelnen heißt das, daß dann, wenn die Erregerspule 102 des
Stromstoßrelais
durch den Erregerstrom, der durch den Differentiator 20 fließt, erregt
wird, die erste Schaltereinheit a eine Verbindung zwischen der Stromquelle
und der Stromleitung H herstellen kann, während die zweite Schaltereinheit
b in der Lage ist, eine Verbindung zwischen dem Gleichrichter 101 und dem
Integrator 50 herzustellen.
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Der
Integrator 50 ist an die positive Ausgangsklemme des Gleichrichters 101 über die
zweite Schaltereinheit b angeschlossen und darüber hinaus angeschlossen an
die Erregerspule 102. Bei dieser Ausführungsform weist der Integrator 50 eine
Reihenverbindung eines Widerstandes 501 und eines Kondensators 502 auf.
Der Widerstand 501 hat eine erste Widerstandsklemme, die
an die zweite Schaltereinheit b angeschlossen ist, und eine zweite
Widerstandsklemme, die mit einer positiven Klemme des Kondensators 502 in
Verbindung steht. Der Kondensator 502 ist mit einer negativen
Klemme mit der positiven Klemme der Erregerspule 102 verbunden.
Der Kondensator 502 läßt sich
aufladen, sobald das Telefonleitungsschleifensignal, das an den
Telefondrähten
A, B auftritt, ein Sprechsignal ist.
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Der
Leistungsschaltung weist ferner eine Entladungssteuerschaltung auf,
die an den Differentiator und den Integrator 50 angeschlossen
ist. Die Entladungssteuerschaltung verhindert, daß der Kondensator 502 des
Integrators 50 elektrischen Strom abgibt, wenn das an den
Telefondrähten
A, B auftretende Telefonleitungsschleifensignal das Klingelsignal
ist, und ermöglicht,
daß der
Kondensator 502 des Integrators 50 sich entlädt, sobald
das Telefonleitungsschleifensignal an den Telefondrähten A,
B weder das Klingelsignal noch das Sprechsignal ist. Die Erregerspule 102 des
Stromstoßrelais
wird durch den elektrischen Strom erregt, der von dem Integrator 50 abgegeben
wird, so daß die
erste Schaltereinheit a die Verbindung zwischen der Stromquelle
und der Stromleitung H unterbricht und die zweite Schaltereinheit
b die Verbindung zwischen dem Gleichrichter 101 und dem
Integrator 50 unterbrechen kann. Bei dieser Ausführungsform
weist die Entladungssteuerschaltung Zenerdioden 301, 401, 404,
Widerstände 302, 304, 402, 405 und
NPN-Schichttransistoren 303, 403 auf.
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Die
Zenerdiode 301 besitzt eine Kathode, die an eine Verbindung
der Diode 201 und des Kondensators 202 des Differentiators 20 angeschlossen
ist. Die Zenerdiode 301 hat des weiteren eine Anode, die an
eine erste Widerstandsklemme des Widerstands 302 angeschlossen
ist. Eine zweite Widerstandsklemme des Widerstands 302 und
eine erste Widerstandsklemme des Widerstands 304 stehen
mit einer Basisklemme des Transistors 303 in Verbindung. Eine
zweite Widerstandsklemme des Widerstands 304 und eine Emitterklemme
des Transistors 303 sind mit der negativen Ausgangsklemme
des Gleichrichters 101 verbunden. Die Zenerdiode 101 hat
eine Kathode, die mit der positiven Ausgangsklemme des Gleichrichters 104 über die
zweite Schaltereinheit b in Verbindung steht. Die Zenerdiode 401 besitzt
des weiteren eine Anode, die mit einer ersten Widerstandsklemme
des Widerstands 402 verbunden ist. Die Zenerdiode 401 kann
durch einen Kondensator (nicht gezeigt) ersetzt werden. Eine zweite
Widerstandsklemme des Widerstands 405 ist mit der negativen
Ausgangsklemme des Gleichrichters 101 verbunden. Der Transistor 403 weist
eine Kollektorklemme auf, die mit einer Verbindung des Widerstands 501 und
des Kondensators 502 des Integrators 50 verbunden
ist, sowie eine Basisklemme, die mit der Kollektorklemme des Transistors 303 verbunden
ist und eine Emitterklemme, die an die negative Ausgangsklemme des
Gleichrichters 101 angeschlossen ist. Die Zenerdiode 404 weist
eine Kathode auf, die mit der Kollektorklemme des Transistors 403 in
Verbindung steht, sowie eine Anode, die mit der negativen Ausgangsklemme
des Gleichrichters 101 verbunden ist. Die Zenerdiode 404 dient
dazu, den Transistor 403 und den Kondensator 502 zu
schützen.
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Im
Gebrauch wird, sobald ein Klingelsignal an den Telefondrähten A,
B erscheint, dieses Signal durch den Gleichrichter 101 verarbeitet,
um ein gleichgerichtetes Gleichstromausgangssignal hoher Spannung
zu erzeugen. Der Gleichstromausgang des Gleichrichters 101 lädt den Kondensator 202 des Differentiators 20 auf,
und der Ladestrom durch den Kondensator 202 dient auch
als Erregerstrom für
das Stromstoßrelais.
Sobald die Erregerspule 102 des Stromstoßrelais
durch den Erregerstrom erregt worden ist, schließen sich die ersten und zweiten
Schaltereinheiten a, b des Stromstoßrelais, wodurch zwischen der
Stromquelle und der Stromleitung H sowie zwischen dem Integrator 50 und
dem Gleichrichter 1 eine Verbindung hergestellt wird. Gleichzeitig
wird an das Telefongerät 103 elektrischer
Strom geliefert, um dessen Betrieb zu ermöglichen, und der Transistor 403 der
Entladungssteuerschaltung verhindert, daß der Kondensator 502 des
Integrators 50 elektrischen Strom abgibt.
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Wenn
danach das Telefongerät 103 seinen ausgehängten Zustand
einnimmt, d. h. an den Telefondrähten
A, B niedrige Gleichstromspannungs-Sprechsignale auftreten, ermöglicht die
Entladungssteuerschaltung die Aufladung des Kondensators 502 des
Integrators 50. Wenn schließlich das Telefongerät 103 in
den eingehängten
Zustand zurückkehrt,
d. h. daß weder
das Klingelsignal noch das Sprechsignal an den Telefondrähten A,
B vorhanden sind, ermöglicht
die Entladungssteuerschaltung dem Kondensator 502 sich
sofort zu entladen. Der elektrische Strom, der von dem Integrator 50 abgegeben wird,
erregt die Erregerspule 102 des Stromstoßrelais,
wodurch die ersten und zweiten Schaltereinheiten A, B des Stromstoßrelais
veranlaßt
werden, sich zu öffnen
und damit die Verbindung zwischen der Stromquelle und der Stromleitung
H sowie zwischen dem Integrator 50 und dem Gleichrichter 101 zu
unterbrechen. Das Telefongerät 103 ist
zu diesem Zeitpunkt außer
Betrieb.
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Somit
wurde gezeigt, daß der
erfindungsgemäße Leistungsschalter
Telefonschleifensignale zur Steuerung der elektrischen Stromzufuhr
zum Telefongerät 103 verwendet,
um dadurch den elektrischen Stromverbrauch dieses Gerätes zu verringern. Dazu
kommt, daß der
Leistungsschalter während
der Benutzung keinen Wechselstrom benötigt. Somit ist der Betrieb
des Telefongerätes 103 selbst
dann möglich,
wenn kein Strom fließt.