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Schaltung für elektrische Nebenschluß-Scheibenwischermotoren Die Erfindung
betrifft eine Schaltung für elektrische Nebenschluß - Scheibenwischermotoren mit
einer Haupt- und einer Nebenfeldwicklung, mit einem vom Fahrer zu betätigenden Hauptschalter,
einem diesen überbrückenden, durch den Wischer betätigten Endausschalter und mit
einem vom letzteren gesteuerten Relaisschalter zum Abschalten und Kurzschließen
des Wischermotors.
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Der Scheibenwischermotor erhält gewöhnlich über den nockengesteuerten
Endausschalter oder umlaufenden Unterbrecherkontakt auch nach dem Öffnen des Motorhauptschalters
durch den Fahrer noch so lange Strom, bis die Wischblatter in der Parkstellung stehen.
Es hat sich gezeigt, daß bei den üblichen Wischermotoren kleinerer Bauart mit schnellaufendem
Anker für die Einhaltung der Parkstellung eine zuverlässig wirkende Bremse unentbehrlich
ist. Dies geschieht bei den bekannten Typen meist durch eine mechanische Bremseinrichtung,
z. B. Backen- oder Bandbremse, die bei Betrieb des Motors durch den Feldmagnetismus
oder durch besondere Elektromagnete gelüftet oder auch mechanisch betätigt wird.
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Die Anwendung mechanischer Ankerbremsen ist mit einem verhältnismäßig
erheblichen Aufwand verbunden: und hat den Nachteil der Abnutzung aller mechanischen
Glieder. Deshalb ist man dazu übergegangen, den Anker elektrisch zu bremsen. Die
elektrische Abbremsung eines Elektromotors durch Kurzschluß ist auch, für Scheibenwischer
allgemein bekannt.
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Bei einer bekanntgewordenen Schaltanordnung zum Abbremsen des Ankers
'von Scheibenwischermotoren erfolgt die Stillsetzung des Rotors durch eine zusätzliche,
stets unter Spannung stehende Gegenstromhilfsfeldwicklung. Diese Gegenstromhilfsfeldwicklung
ist so bemessen, daß ihr Feld von der bis zum Erreichen der Parkstellung eingeschaltet
bleibenden Motorfeldwicklung überwunden, im Augenblick des Abschaltens der Hauptfeldwicklung
aber wirksam wird, für ein Zurückschwenken der aufliegenden Wischblatter jedoch
nicht ausreicht. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß der elektrische Teil eines
mit einer derartigen Bremsschaltung ausgerüsteten Motors erheblich größer werden
muß, weil etwa die Hälfte des Raumes für die Ständerfeldwicklung, welche für das
Motordrehmoment maßgebend ist, durch die entgegenwirkende Hilfsfeldwicklung in Anspruch
genommen wird. Weiterhin erfolgt die Bremsung des Ankers in der Endstellung im Zusammenwirken
mit dem Gegenhilfsfeld. Um trotz des ständig wirksamen Gegenfeldes ein starkes Ankerfeld
2u erhalten, ist ein entsprechend großer Strom erforderlich, der die Endausschalterkontakte
höher belastet als dies bei Motoren ohne derartige Schaltanordnung der Fall ist.
Außerdem ist eine exakte Abbremsung des Ankers in der Endlage nur bei aufliegenden
Wischerarmen und einem bestimmten Anpreßdruck derselben gewährleistet, weil sonst
das auch nach dem Ausschalten des Motors vorhandene Gegenfeld den Motor in umgekehrter
Richtung durchdrehen würde. Schon bei Ersatz der Wischerarme durch solche, die einen
geringeren Anpreßdruck haben, würde die Bremse versagen. Das gleiche trifft zu,
wenn ein oder beide Wischer bei stehendem Fahrzeug, beispielsweise beim Waschen
desselben, abgehoben werden. Im letzteren Fall würde der Wischermotor sogar weiterlaufen,
ohne daß er eingeschaltet worden ist.
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Bei einer weiteren bekannten Schaltanordnung zum Abbremsen des Ankers
von Scheibenwischermotoren wird nach dem Ausschalten durch einen einfachen Schalter
der Anker des Motors durch ein Relais vom Netz getrennt und über einen Parallelkreis
an Spannung gelegt, dessen Kontakte ihn beim Erreichen der Endlage der Wischerarme
engültig von der Batterie trennen und kurzschließen. Dabei bewirkt der bei dieser
Schaltanordnung mit Hilfe von mehreren Kontakten und einem Relais erzeugte Kurzschluß
des Motors in der Endlage ein Zusammenbrechen der bei Nebenschlußschaltung noch
bestehenden Magnetfelder. Ein elektrisches Bremsmoment kann bei dieser Anordnung
auf Grund des fehlenden Ständerfeldes nicht entstehen bzw. die geringen vorhandenen
Restfelder reichen zur Erzeugung eines kräftigen Bremsstromes nicht aus. Diese Schaltung
hat einen erheblichen Aufwand an Kontakten und mechanischen Schaltgliedern und ist
daher störanfällig.
Des weiteren ist festzustellen, daß Wischermotoren
kleinerer Abmessungen mit schnellaufenden Ankern nicht ohne größere bauliche Änderungen
mit einer Ankerbremse dieser Art versehen werden können.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die aufgezählten Nachteile
der eingangs erwähnten bekannten Bremsanordnungen zu vermeiden und den Motor in
der Endstellung der Wischerblätter ruckartig, ohne Zuhilfenahme von mechanischen
Bremsgliedern mit Sicherheit abzubremsen.
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Dies wird bei der eingangs genannten Anordnung dadurch erreicht, daß
alle Schalter durch die Nebenfeldwicklung überbrückt sind, die unter Netzspannung
steht. Es ist möglich, diese Wicklung halbautomatisch abzuschalten, wenn der durch
den Zündschalter zu unterbrechende Stromkreis der Nebenfeldwicklung durch einen
Schalter überwacht wird, der durch die Erregung der Hauptfeldwicklung geschlossen
und nach der Abschaltung weiterhin durch das Feld der Nebenfeldwicklung in Schließstellung
gehalten wird. Der Relaisschalter wird in an sich bekannter Weise dazu benutzt,
den Motoranker zum Betrieb an die Batterie anzuschließen und den Stromkreis erst
in der Parkstellung der Wischer zu unterbrechen und gleichzeitig kurzzuschließen;
dabei kann der Anker mit oder ohne Hauptfeldwicklung kurzgeschlossen werden. Beim
Öffnen des Hauptschalters wird das Relais nicht stromlos, sondern durch die nockengesteuerten
Endausschalterkontakte unter Spannung gehalten. Erst in der Parkstellung der Wischer
wird das Relais stromlos. Dieses .schließt den Anker kurz. Der Endschalterkontaktsatz
hat damit nicht die Aufgabe wie bei einer bekannten Anordnung, die Zuführung des
gesamten Motorstromes bis zum Erreichen der Endlage zu übernehmen. Er führt nur
den Strom der Relaisspule, der in der Größenordnung um 0,1 Ampere (als Spannungsspule)
schwankt. Das bedeutet eine an sich bekannte, leistungsarme Steuerung des Motors
und eine wesentliche Erhöhung der Lebensdauer der Endausschalterkontakte.
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Eine Einsparung an Leitungskupfer ergibt sich dadurch, daß die Endausschalterleitung
nur noch einen Bruchteil des bisher benötigten Querschnittes erfordert. Bis auf
den Endausschalter entfallen mechanisch gesteuerte Kontakte, wodurch die Schaltung
auch bei kleineren Wischermotoren infolge geringeren Raumbedarfs ohne große Änderung
angewendet werden kann.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand von Ausführungsbeispielen
veranschaulicht. Es zeigen Fig.l und 2 eine Schaltung bei eingeschaltetem bzw. ausgeschaltetem
Motor, nach der der Anker mit einem Feldwicklungsteil zusammen kurzzuschließen ist,
Fig.3 eine Schaltung bei eingeschaltetem Motor, nach der der Anker allein ohne Feldwicklungsteil
kurzzuschließen ist, Fig.4 eine Schaltung bei eingeschaltetem Motor, nach der ein
Feldwicklungsteil in Reihe mit der Relaisspule liegt, und Fig. 5 und 6 eine Schaltung,
die sich von der Fig.1 und 2 dadurch unterscheidet, daß ein Feldwicklungsteil nicht
direkt, sondern über die Kontakte eines durch den Magnetfluß der Ständerwicklung
gesteuerten Schaltgliedes zur Masse geführt ist.
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Im Ausführungsbeispiel nach Fig.1 und 2 erhält nach dem Einschalten
des Hauptschalters 1 die Relaisspule 2 Strom, hebt de Kurzschluß des Ankers 3 sowie
der Hauptfeldwicklung 7, hervorgerufen durch eine Verbindung der Kontakte 4 und
5, auf, während der Motor durch Verbinden der Kontakte 5 und 6 in Betrieb gesetzt
wird. Wird der Motor durch das Öffnen des Hauptschalters 1 ausgeschaltet, so erhält
die Relaisspule 2 über die noch geschlossenen Endausschalterkontakte 9 und 10 weiterhin
Strom. Der Anker 3 und die Hauptfeldwicklung 7 bleiben eingeschaltet. Wird die Parkstellung
erreicht, so werden die Endausschalterkontakte 9 und 10 durch den
Nocken 11 geöffnet, und die Relaisspule 2 wird stromlos, wodurch der Anker 3 und
die Hauptfeldwicklung 7 von der Stromquelle getrennt (Fig. 2) und kurzgeschlossen
werden. Der zum Bremsen notwendige Fluß wird durch die Nebenfeldwicklung 8, die
an die Batterieklemme + und Masseklemme- angeschlossen ist, erzeugt.
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In der Abwandlung gemäß Fig. 3 und 4 sind zwei weitere Möglichkeiten
des elektrischen Abbremsens des Ankers 3 aufgezeigt. Sie unterscheiden sich gegenüber
dem Ausführungsbeispiel nach Fig.1 und 2 durch eine veränderte Lage der Hauptfeldwicklung
7. Nach Fig. 3 liegt die Hauptfeldwicklung 7 mit ihrem Ende an der Batterieklemme
+, mit dem anderen Ende am Hauptschalter 1. Der Strom, der nach dem Ausschalten
über die Endausschaltkontakte 9 und 10
fließt, erhöht sich um den Wert
des Hauptfeldwicklungsstromes, während andererseits der Anker 3 ohne parallelliegende
Hauptfeldwicklung 7 (Fig. 1 und 2) kurzgeschlossen wird.
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In der Schaltung nach Fig.4 ist die Hauptfeldwicklung 7 in Reihe mit
der Relaisspule 2 und der Batterieklemme + einerseits und dem Hauptschalter 1 andererseits
angeschlossen. Die Funktion ist die gleiche wie die der Schaltung gemäß Fig. 3.
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Die Funktion der Schaltung gemäß Fig. 5 und 6, in der eine Lösung
mit halbautomatischer Abschaltung der Nebenfeldwicklung 8 aufgezeigt ist, ist folgende:
Nach dem Einschalten des Hauptschalters 1 erhält die Relaisspule 2 Strom und hebt
den Kurzschluß des Ankers 3, hervorgerufen durch eine Verbindung der Kontakte 4
und 5 auf und schaltet den Anker 3 sowie die Hauptfeldwicklung 7 über die Kontakte
5 und 6 an die Stromquelle. Der Motor wird damit in Betrieb gesetzt. Außerdem schließt
ein durch den Hauptfeldwicklungsstrom gesteuertes Schaltglied 14 infolge des sich
aufbauenden Magnetfeldes die Kontakte 12 und 13, wodurch die Nebenfeldwicklung
8
Verbindung mit Masse erhält. Die Verbindung des Kontaktes 12 mit der Masse
kann. beim Ausschalten der Zündung unterbrochen werden. Wird der Motor durch das
Öffnen des Hauptschalters 1 ausgeschaltet, so erhält die Relaisspule 2 über die
Endausschalterkontakte 9 und 10 eine Masseverbindung, wodurch der Anker 3 und die
Hauptfeldwicklung 7 weiterhin eingeschaltet bleiben. Wird die Endstellung erreicht,
so öffnen sich die Endausschalterkontakte 9 und 10 durch Druck des Nockens 11, und
die Relaisspule 2 wird stromlos, wodurch der Anker 3 und die Hauptfeldwicklung 7
von der Stromquelle getrennt (Kontakte 5 und 6 öffnen sich) und kurzgeschlossen
werden (Kontakte 4 und 5 schließen sich). Das zum Bremsen notwendige Feld
wird über das Schaltglied 14 durch die Nebenfeldwicklung 8 auch noch nach dem Abschalten
des Motors so lange erzeugt, bis die Zündung ausgeschaltet wird. Beim Wiedereinsehalten
der Zündung fließt jedoch kein Strom durch die Nebenfeldwicklung 8, weil das Schaltglied
14 jetzt geöffnet
ist und sich der oben beschriebene Schaltvorgang
mit dem Anschließen der Nebenfeldwicklung 8 erst dann wiederholt, wenn der Motor
eingeschaltet wird.