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Die Erfindung betrifft einen Schalter mit doppelter Wirkung
umfassend eine Reihe von Schützeinheiten, die durch zwei
Hebel, einen monostabilen und einen bistabilen, steuerbar sind,
wobei jeder Hebel aus einer ersten Position in eine zweite
Position verschoben werden kann mit Hilfe einer ersten bzw.
zweiten Betätigungseinrichtung, wobei der bistabile Hebel in
seiner zweiten Position durch Verriegelungsmittel verriegelt
werden kann und wobei der monostabile Hebel in seine zweite
Position verschoben werden kann, wenn sich der bistabile
Hebel ebenfalls in seiner zweiten Position befindet, wobei die
Betätigung durch die zweite Einrichtung des bistabilen
Hebels, wenn sich dieser in seiner zweiten Position befindet,
dessen Rückstellung in die erste Position bewirkt und wobei
die Rückstellung des monostabilen Hebels, unter Einwirkung
der ersten Einrichtung, aus seiner zweiten in seine erste
Position, wenn sich der bistabile Hebel in seiner zweiten
Position befindet, die Rückstellung des bistabilen Hebels in
seine erste Position bewirkt.
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Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf elektrische
Schaltvorrichtungen für Fernsprechempfangsgeräte und
insbesondere für Fernsprechgeräte mit sogenanntem Freisprechen,
bei denen der Benutzer nicht den Fernsprechhörer abzunehmen
braucht, um sich mit dem Gesprächspartner unterhalten zu
können.
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Bei einem Fernsprechempfangsgerät wird die Verbindung im
allgemeinen über eine zweiadrige Fernsprechleitung hergestellt.
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Wenn das Fernsprechempfangsgerät in Warte- oder Ruhestellung
ist, ist die zweiadrige Leitung mit der
Anrufmeldevorrichtung, im allgemeinen einer Klingel, verbunden.
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Bei einem auf die Meldevorrichtung einwirkenden Anruf hebt
der Benutzer den Telefonhörer ab und ein Schalter trennt die
Fernsprechleitung von der Meldevorrichtung, um sie mit den
Gesprächsorganen zu verbinden, die in gebräuchlicher Weise
aus einem Mikrofon und einer Hörmuschel bestehen. Manche
Fernsprechempfangsgeräte verfügen über eine Vorrichtung, die
es dem Benutzer ermöglicht, mit dem Gesprächspartner zu
sprechen, ohne den Hörer abnehmen zu müssen. Derartige Empfänger,
gewöhnlich Freisprechgeräte genannt, enthalten einen
bistabilen Schalter, der bei Empfang des Anrufs im allgemeinen durch
Einwirkung eines durch den Benutzer betätigten Druckknopfs,
die Fernsprechleitung von der Meldevorrichtung trennt, um sie
mit den verstärkten Sprechorganen zu verbinden, die
insbesondere ein Mikrofon und einen Lautsprecher umfassen und es
ermöglichen, zu sprechen, indem man seine Hände freibehält,
oder die Teilnahme von mehr als einem Gesprächspartner am
Gespräch gestatten. Nach Beendigung des Gesprächs wird die
Fernsprechleitung durch eine neuerliche Betätigung des
bistabilen Schalters von den Gesprächsorganen getrennt und wieder
an die Meldevorrichtung angeschlossen.
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Ferner sind Fernsprechempfangsgeräte auf dem Markt, bei denen
die Freisprechfunktion mit der gebräuchlichen Funktion
'Telefonhörer Abnehmen und Auflegen' kombiniert ist. Hierbei
kann der Schalter für den Freisprechbetrieb durch das
Auflegen des Telefonhörers betätigt werden, indem der ihn
antreibende Drücker über komplizierte mechanische Übertragungen
betätigt wird.
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Ein derartiger Schalter ist bereits aus der Schrift DE-A-
2 830 616 bekannt. Dieser Schalter hat schon allein dadurch
große Abmessungen, daß seine Ver- und Entriegelungsmittel
zumindest zum Teil außerhalb des Gehäuses des Schalters
angeordnet sind.
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In der Schrift DE-A-3 529 652 wird ebenfalls ein Schalter
beschrieben, der dem genannten Schaltertyp ziemlich ähnlich
ist, jedoch eine komplizierte, wenig zuverlässige und
kostspielige Ausbildung besitzt.
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Ziel der Erfindung ist es, diese bekannten Schalter zu
verbessern und einen kompakten zweifach wirkenden Schalter
vorzuschlagen, der einfach, sicher und wirtschaftlich
ausgeführt ist.
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Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung einen Schalter der
obengenannten Art, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die
besagten Verriegelungsmittel einen Stift umfassen, welcher
mit Mitteln versehen ist, die mit dem bistabilen Hebel
zugehörigen Mitteln zusammenwirken, um diesen in seiner zweiten
Position zu verriegeln, wobei der Stift so angebracht ist,
daß er einerseits unter der Einwirkung von
Entriegelungsmitteln des bistabilen Hebels und andererseits unter der
Einwirkung von Entriegelungsmitteln des monostabilen Hebels
schwenkt und so die Verriegelungsmittel des Stiftes von den
zugehörigen Verriegelungsmitteln des bistabilen Hebels
freisetzt.
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Zweckmäßigerweise sind die Hebel in parallelen Achsen
beweglich und ist der Verriegelungsstift in einer zu den
Bewegungsachsen der Hebel parallelen Ebene verschwenkbar
montiert.
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Vorzugsweise weist der Stift einen Verriegelungszapfen und
der bistabile Hebel einen zugehörigen V-förmigen Ansatz auf,
weist der monostabile Hebel einen Ansatz auf, der vorgesehen
ist, um ein gekrümmtes Ende des Verriegelungsstiftes zu
schwenken, und umfaßt der bistabile Hebel ein Labyrinth, mit
dessen Wänden der Zapfen des Stiftes Zusammenwirken kann, um
den Stift zu schwenken, wobei der Ansatz innerhalb des
Labyrinths angeordnet ist.
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Zum besseren Verständnis der Erfindung werden im
nachstehenden zwei bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Schalters beschrieben, der speziell zur Ausstattung eines
Fernsprechempfangsgeräts mit einer Meldeklingel, einem
Telefonhörer und seinem gebräuchlichen Abnehme- und
Auflegesystem, einem Verstärker mit Mikrofon und Lautsprecher und der
Freisprecheinrichtung bestimmt ist, wobei auf die
beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird. In diesen zeigen:
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Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Schalters in Kombination mit dem
entsprechenden elektrischen Schaltbild,
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Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Schalters von
Fig. 1,
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Fig. 3 zwei zueinander rechtwinklige Ansichten einer ersten
Ausführungsform der Kontaktlamelle,
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Fig. 4 zwei zueinander rechtwinklige Ansichten einer zweiten
Ausführungsform der Kontaktlamelle,
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Fig. 5 eine Teilansicht des Mechanismus zur gegenseitigen
Verriegelung und Entriegelung der
Hörersteuereinrichtung und der Freisprechsteuereinrichtung und
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Fig. 6a und 6b zwei zueinander rechtwinklige Ansichten einer
abgewandelten Ausführung des Schalters, der mit
Hebeln zur Verbindung mit den Betätigungsvorrichtungen
eines Fernsprechempfangsgeräts ausgerüstet ist.
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Wie Fig. 2 zeigt, besitzt der erfindungsgemäße Schalter ein
quaderförmiges Gehäuse 1, das im vorliegenden Fall aus einem
starren Kunststoff besteht und das einen Boden 2, zwei große
Seitenflächen 3 und zwei kleine Seitenflächen 4 sowie einen
Deckel 5 besitzt. Jede kleine Kante der Seiten des Gehäuses
wird durch einen Fuß 6 mit einer im wesentlichen dreieckigen
Nase verlängert, die zur Montage des Schalters auf seinem
Träger, im allgemeinen auf der gedruckten Schaltung des
Fernsprechempfängers, im vorliegenden Fall durch Einklinken
bestimmt ist. Der Boden 2 besitzt die erforderliche Anzahl von
Löchern für den Durchgang der im nachstehenden beschriebenen
Verlängerungen der Kontaktlamellen und ihre Verbindung,
zweckmäßigerweise durch Verschweißen bzw. Verlöten, mit der
gedruckten Schaltung des Empfängers. Jede der kleinen
Seiten 4 besitzt eine Öffnung 8, 9 für den Durchgang von
Einrichtungen 30, 40 zur Betätigung der Kontaktlamellen: auf der
einen Seite die monostabile Einrichtung 30, die die
Betätigung durch den Hörer überträgt, und auf der anderen Seite die
bistabile Einrichtung 40, die beispielsweise mit einem
Druckknopf verbunden ist, der den Freisprechbetrieb herstellt. Der
Deckel 5 ist durch Einklinken von im vorliegenden Fall vier
Lappen 12 in vier Zapfen 13 befestigt, die auf den großen
Seiten 3 des Gehäuses in Nähe der Kanten vorgesehen sind, an
denen die großen und die kleinen Seiten 4 zusammenstoßen. Wie
Fig. 1 zeigt, sind im Inneren des Gehäuses 1 ein einziger
Block von elektrischen Kontakteinrichtungen 21, 22, 23, 24,
die Betätigungseinrichtungen 30, 40 dieser Kontakte, die
Vorrichtung zur gegenseitigen Ver- und Entriegelung der
Betätigungseinrichtungen und Einrichtungen 32, 42 zum Rückholen der
Betätigungseinrichtungen vorgesehen.
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Die elektrischen Kontakteinrichtungen umfassen nacheinander
in zu den kleinen Seiten 4 des Gehäuses 1 parallelen Ebenen
einen einfachen Kontakt 21, zwei Wechselkontakte 22, 23 und
einen einfachen Kontakt 24.
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Jede einfache Kontakt 21, 24 besteht aus einer ersten
biegsamen Metallamelle 211 in Form einer Gabel mit zwei
zueinander parallelen Schenkeln 212, 213. An jeder von ihnen
ist im wesentlichen in der Mitte durch Verlötung bzw.
Verschweißung ein Kontaktstück 214 befestigt, das aus einem
Metallprofil ausgeschnitten ist, wobei die Basis 215 der Gabel
durch Einklemmung zwischen am Boden des Gehäuses
hervorstehenden Ansätzen 29 gehalten wird. Eine Verlängerung 216 der
Basis 215 erstreckt sich senkrecht zu den Schenkeln 212, 213
und ist in ein im Boden 2 des Gehäuses vorgesehenes Loch
zwischen den Ansätzen 29 eingeführt, so daß es auf der den
Schalter tragenden gedruckten Schaltung veriötet bzw.
verschweißt werden kann.
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Jeder einfache Kontakt 21, 24 besitzt ferner eine zweite
biegsame Metallamelle 241, die ähnlich wie die erste
Lamelle 211 ausgebildet ist, jedoch kürzere parallele Schenkel
und Kontaktstücke besitzt, die im wesentlichen am Ende dieser
Schenkel gegenüber den Kontaktstücken der Lamellen 211
angeordnet sind, so daß der elektrische Kontakt hergestellt wird,
wenn sie aneinandergedrückt werden.
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Jeder der beiden Wechselkontakte 22, 23 besitzt eine biegsame
Lamelle 221, die ähnlich den Lamellen 211 der einfachen
Kontakte 21, 24 ausgebildet ist, jedoch mit dem einzigen
Unterschied, daß jeder Schenkel zusätzlich ein Kontaktstück 224
besitzt, das bezüglich der Ebene des Schenkels zum
Kontaktstück 214 symmetrisch ist. Jeder Wechselkontakt besitzt
ebenfalls eine biegsame Lamelle 241, die wie die biegsame Lamelle
241 der einfachen Kontakte ausgebildet ist, und eine biegsame
Lamelle 251, die der biegsamen Lamelle 241 ähnlich ist, bei
der jedoch jeder Schenkel ein elektrisches Kontaktstück 234
besitzt, das in einer bezüglich der Ebene der Lamelle
symmetrischen Stellung angeordnet ist.
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Die erste Betätigungseinrichtung 30 weist einen langen, im
wesentlichen guaderförmigen Hebel mit einem im wesentlichen
quadratischen Querschnitt auf, der in einer zu den großen
Seiten 3 des Gehäuses 1 parallelen Achse in einer nahe beim
Deckel 5 des Gehäuses 1 gelegenen Ebene translationsbeweglich
ist, wobei er durch zwei Klötze 26, 27 geführt ist, die am
Boden 2 des Gehäuses 1 hervorstehen und eine der kleinen
Seiten 4 des Gehäuses 1 durchqueren.
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Der Hebel 30 besitzt Erhebungen 31 in Form von Zähnen, die zu
der dem Boden des Gehäuses zugewandten Seite des Hebels 30
senkrecht sind und deren Enden auf diesem Boden aufliegen, um
den Hebel in seiner Bewegungsebene zu halten. Diese
Erhebungen wirken durch Kontakt mit den Enden der Kontaktlamellen
211, 221 großer Länge der Kontakte 22, 23, 24 zusammen, um
bei der Verschiebung des Hebels 30 die Öffnung oder
Schließung dieser Kontakte auf die im nachstehenden beschriebene
Weise zu bewirken.
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Ein elastisches Rückholmittel, im vorliegenden Fall eine
Feder 32, ist bestrebt, den Hebel 30 in seine stabile Stellung,
d.h. gemäß Fig. 1 in eine maximal nach rechts ausgeschobene
Stellung zurückzuholen, und zwar über einen einen Anschlag
bildenden Vorsprung 33 des Hebels, der an der Innenwand der
vom Hebel 30 durchquerten Gehäuseseite in Anschlag ist.
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Eine zweite Betätigungseinrichtung 40 besitzt einen langen
Schieber oder Hebel, der ebenfalls in einer zu den großen
Seiten 3 des Gehäuses parallelen Achse in einer nahe beim
Deckel 5 gelegenen Ebene translationsbeweglich montiert ist,
wobei er durch zwei Klötze 27, 28 geführt ist und die andere
der kleinen Seiten 4 des Gehäuses 1 durchquert. Die Breite
des Schiebers 40 ist im wesentlichen gleich der Innendicke
des Gehäuses 1, so daß er durch die Innenseiten des Bodens 2
und des Deckels 5 des Gehäuses 1 geführt wird.
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Der Schieber 40 besitzt vier Anschläge 41 rechteckiger Form,
die sich über die ganze Breite des Schiebers 40 in zueinander
parallelen und zur Bewegungsachse des Schiebers 40
senkrechten Ebenen erheben. Drei der Anschläge 41 wirken mit den
Enden der großen Kontaktlamellen 21, 22, 23 zusammen, um bei
der Verschiebung des Hebels 40 auf die im nachstehenden
beschriebene Weise die Öffnung oder Schließung dieser Kontakte
zu bewirken. Ein vierter Anschlag 41 arbeitet mit dem Klotz
27 durch Kontakt zusammen, um den Hub des Schiebers 40 in
ausgefahrener Stellung zu begrenzen. Eine elastische
Rückholeinrichtung, im vorliegenden Fall eine Feder 42, ist
bestrebt, den Schieber 40 in die ausgefahrene Stellung
zurückzuholen.
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In der Ebene des Bodens des Schiebers 40 ist im wesentlichen
in Nähe seines im Inneren des Gehäuses 1 gelegenen Ende eine
labyrinthförmige Vertiefung 43 vorgesehen. Im wesentlichen in
der Mitte des Labyrinths 43 ist eine V-förmige
Verriegelungserhebung oder -rampe 44 mit unsymmetrischen Schenkeln
vorgesehen, wobei die Umrisse dieser Erhebung 44 und die Wände des
Labyrinths 43 durch Kontakt mit einem Zapfen eines
verschwenkbaren Organs 50 zur gegenseitigen Verriegelung und
Entriegelung der Betätigungsorgane 30, 40 zusammenwirken.
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Das Ver- und Entriegelungsorgan 50 besteht aus einem Hebel,
von dem eines (52) der Enden in Form eines Schnabels mit
Nokkenprofil gekrümmt ist, um durch Kontakt mit dem Vorsprung 33
des Hebels 30 zusammenzuwirken.
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Der Zapfen 51, der senkrecht zur Schwenkebene des Organs 50
hervorsteht, wird durch die Einwirkung einer halbstarren
elastischen Stange 53 in Eingriff gehalten, die durch Einpressen
in eine Erhebung 54 im Inneren des Gehäuses 1 befestigt ist.
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Die Stange 53 ermöglicht eine Bewegung des Hebels 50 in einer
zum Boden 2 des Gehäuses 1 parallelen Ebene auf einem Winkel,
dessen Spitze der Befestigungspunkt dieser Stange ist,
gestattet jedoch eine Translationsbewegung des Hebels 50 in der
Längsachse. In Fig. 4 ist der Hebel 30, d.h. die dem
Telefonhörer zugeordnete monostabile Betätigungseinrichtung, in
eingerückter Stellung dargestellt, d.h. bei aufgelegtem Hörer,
und der Hebel 40, d.h. die dem Freisprechbetrieb zugeordnete
bistabile Betätigungseinrichtung, ist in der ausgefahrenen
Stellung dargestellt, die der Anrufempfangsbereitschaft
entspricht. Der Kontakt 21 gestattet die Verbindung der
Fernsprechleitung mit der elektronischen Schaltung A des
Mikrofons und des Lautsprechers des Freisprechbetriebs, der
Kontakt 24 gestattet die Verbindung der Fernsprechleitung mit
der Schaltung C des Telefonhörers, die beiden Wechselkontakte
22, 23 gestatten die Umschaltung der Fernsprechleitung von
der Schaltung der Meldeklingel B auf wenigstens eine der
verwendeten Gesprächsschaltungen A oder C.
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Von der in Fig. 1 gezeigten Anordnung aus, bei der das
Telefon in Anrufempfangsbereitschaft ist, können folgende
Sequenzen ablaufen: Die Klingel B läutet, wenn der Benutzer den
Hörer abnimmt, geht der Hebel 30 in die ausgefahrene Stellung
über, der Kontakt 24 schließt sich, die Kontakte 22, 23
werden umgekehrt, das Gespräch findet statt.
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Wenn der Benutzer den Freisprechhebel durch Eindrücken
verwendet hätte, hätte der Hebel 40 den Kontakt 21 geschlossen
und die Kontakte 22, 23 umgekehrt und die Rampe wäre hinter
den Zapfen 51 gelangt, nachdem die Stange 53 verschwenkt
wurde, wobei der Zapfen 51 zwischen die beiden Schenkel des V
des Vorsprungs 44 gelangt wäre. Der Benutzer kann
gleichzeitig den Hörer C und die Freisprechvorrichtung A verwenden.
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Wenn der Freisprechhebel 40 in eingerückter Stellung ist,
wobei er durch die Rampe 44 am Zapfen 51 verriegelt ist,
bewirkt ein neuerlicher Druck auf ihn, daß der Zapfen 51 das
Labyrinth 43 und insbesondere seine Rampe 43' durchläuft,
wodurch die Stange 53 verschwenkt und der Hebel 40 entriegelt
wird, der nun in die ausgefahrene Stellung gelangt.
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Ebenso wenn der Freisprechhebel 40 in eingerückter Stellung
und der Hebel 30 in ausgefahrener Stellung ist, wobei der
Hörer abgehoben ist, wirkt bei Auflegen des Hörers der
Vorsprung 33 durch Kontakt mit dem Profil 52 zusammen, das
leicht in einer zur Ebene des Bodens 2 des Gehäuses 1
parallelen Ebene verschwenkt wird, so daß der Zapfen 51 von der
Rampe 44 freigegeben wird und den Hebel 40 in die
entriegelte, d.h. ausgefahrene Stellung, gelangen läßt.
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Die Hebel des oben beschriebenen Schalters können zusammen
oder getrennt auf alle oder einen Teil ein und derselben
Kontakte einwirken. Dies ermöglicht die Durchführung von
gemeinsamen oder getrennten elektrischen Funktionen und die
Verringerung der Anzahl zur Durchführung aller gewünschter
Funktionen erforderlichen Kontakte.
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Die Anzahl der Kontakte kann zur Anpassung der Vorrichtung an
die speziellen Erfordernisse jedes Fernsprechgeräts geändert
werden. Der erfindungsgemäße Schalter gestattet die
Herstellung einer kompakten elektromechanischen Einheit, indem die
Funktionen von zwei getrennten Schalterblöcken vereinigt
werden, und ist einfach herstellbar, was für den Hersteller von
Fernsprechgeräten von großem Vorteil ist. Insbesondere
erfordert die Translationsverschiebung der
Betätigungseinrichtungen in einer Ebene, die zu der Ebene der gedruckten
Schaltung, auf der der Schalter montiert ist, parallel ist, keine
Positionierung des Schalters genau unter dem Druckknopf für
den Freisprechbetrieb, wenn der Raum nicht ausreicht.
Außerdem
sind die Federn zum Rückholen der
Betätigungseinrichtungen sowie die Vorrichtung zur gegenseitigen Ver- und
Entriegelung dieser Einrichtungen in den Schalter eingegliedert.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in der Qualität der
elektrischen Kontakte. Sie können nämlich mit Edelmetallen
wie Silber und Gold beschichtet sein und parallel auf zwei
Kontaktstücken ausgeführt sein. Da keine absolute
Gleichzeitigkeit ihrer Bewegungen möglich ist, absorbiert das erste
der beiden Kontaktstücke, das sich schließt, und das damit
das letzte ist, das sich öffnet, die gesamte Stromlast mit
den damit verbundenen Gefahren, insbesondere Verschleiß,
Überschlag, Verkohlung, und das zweite der beiden
Kontaktstücke, das sich schließt und das damit das erste ist, das
sich öffnet, gewährleistet eine hohe Kontaktqualität. Ein
weiterer Vorteil des erfindunsgemäßen Schalters besteht
darin, daß er beispielsweise durch Austausch des Deckels 5
auf einfache Weise an die Anforderungen der verschiedenen auf
dem Markt befindlichen Fernsprechgeräte hinsichtlich Mechanik
oder Platzbedarf angepaßt werden können. Die Figuren 6a und
6b zeigen eine abgewandelte Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Schalters mit einem Deckel, der zwei Gabeln 61, 62
besitzt, an deren jeder ein Hebel angelenkt ist, deren einer
(63> mit der Abnehm- und Auflegevorrichtung und mit der
monostabilen Betätigungseinrichtung 30 zusammenwirkt, um diese in
Translation zu bewegen, und deren anderer (64) mit der
Freisprechvorrichtung und mit bistabilen Vorrichtung 40
zusammenwirkt, um diese in Translation zu bewegen. In diesem Fall
besitzt der Deckel 5 zur Erhöhung seiner Steifigkeit sechs
Befestigungslappen statt der im vorhergehenden beschriebenen
vier.
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Auf diese Weise kann man durch einfachen Austausch des oberen
Deckels Abstützungs- und Drehpunkte der Hebel erhalten, die
die Bewegungen der äußeren Betätigungspunkte des
Fernsprechgeräts (Hörer und Freisprechtaste) übertragen.