DE1613981B2 - Einrichtung zum intermittierenden Betrieb eines Fahrzeugscheibenwischers - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum intermittierenden Betrieb eines Scheibenwischers eines Fahrzeuges mit einem Relais, dessen Schaltkontakt den Antriebsmotor des Scheibenwischers mit einer Betriebsstromquelle verbindet und dessen Wicklung bei intermittierenden Wischbetrieb über einen Impulsgeber an die Betriebsstromquelle angeschlossen ist, wobei als Impulsgeber ein astabiler Multivibrator mit zwei Komplementär-Transistoren vorgesehen ist, der einen veränderbaren Widerstand aufweist, welcher mit seinem einen Anschluß gemeinsam mit dem die Kippzeiten des astabilen Multivibrators bestimmenden RC-Glied an die Basis des Eingangstransistors und mit seinem anderen Anschluß an diejenige der beiden anderen Elektroden des Eingangstransistors angeschlossen ist, welche nicht mit der Basis des Ausgangstransistors verbunden ist, mit einem willkürlich betätigbaren Schalter, mit dem in einer Stellung der Antriebsmotor ausschaltbar und in mindestens einer Einschaltstellung eine Pausenzeit zwischen den Betriebszeiten des Antriebsmotors einstellbar ist, nach Patent 12 97 367.

Bei dieser Einrichtung nach dem Hauptpatent, die aus der OE-PS 2 45 955 bekannt ist, werden in der Einschaltstellung der Schalteinrichtung mindestens drei feststehende Gegenkontakte miteinander durch einen Kontaktarm verbunden. Außerdem wird durch einen weiteren Kontaktarm ein veränderbarer Widerstand an Masse gelegt. Eine solche Schalteinrichtung ist folglich aufwendig in der Herstellung und durch die vielen Kontaktstellen nur begrenzt funktionssicher.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einrichtung nach dem Hauptpatent zu vereinfachen, ohne dabei die Funktion der Einrichtung und die Funktionssicherheit zu beeinträchtigen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein bewegliches Schaltglied des Schalters in dessen Einschaltstellung mindestens drei feststehende Gegenkontakte miteinander verbindet, von denen der erste zum Anschließen an den einen Pol der Betriebsstromquelle vorgesehen ist, der zweite mit der nicht mit der Basis des Ausgangstransistors verbundenen Elektrode der Emitter-Kollektor-Strecke des Eingangstransistors und der dritte mit dem von der Basis des Eingangstransistors abgekehrten Anschlußende des veränderbaren Widerstands verbunden ist.

Eine besonders einfache und gedrängte Ausführung ergibt sich, wenn die drei Gegenkontakte als ringsegmentförmige Kontaktbahnen ausgebildet und konzen-

trisch zur Schaltwelle des als Drehschalter ausgebildeten Schalters angeordnet sind. Das bewegliche Schaltgjied kann vorteilhaft einen an der Schaltwelle befestigten scheibenförmigen Mittelteil und drei aus dem Umfang des Mittelteils heraustretende, im Winkel 5 zueinander versetzte federnde Arme aufweisen, die aus der Ebene des Mittelteils herausgebogen sind und an ihren freien Enden Kontaktstücke tragen, welche mit den als Kontaktbahnen ausgebildeten Gegenkontakten zusammenarbeiten.

Eine weitere Verbilligung läßt sich erzielen, wenn der veränderliche Widerstand aus mindestens zwei Einzelwiderständen besteht, deren von der Basis des Eingangstransistors abgekehrte Anschlußenden mit je einem Segment der dritten Kontaktbahn verbunden sind.

Ein besonders einfacher Aufbau ergibt sich, wenn der Schalter ein Kunststoffgehäuse mit einer Bodenplatte aufweist, in die eine die Schaltwelle führende und zur Befestigung des Schalters an einem Tragteil dienende Buchse eingespritzt ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 in schematischer Darstellung ein Gesamtbild einer Wischanlage für die Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch einen mit dem Impulsgeber zusammengebauten Schalter der Anlage in vergrößertem Maßstab und

F i g. 3 ein Einzelteil des Schalters nach F i g. 2.

Die Einrichtung weist einen Gleichstrommotor 10 auf, der über ein nicht dargestelltes Getriebe eine Kurbel 11 antreibt, an deren Kurbelzapfen zwei Schubstangen 12 und 12' angelenkt sind. Die anderen Enden der Schubstangen 12,12' sind mit Kurbelarmen 13,13' verbunden, die auf Wellen 14,14' sitzen, welche in der Vorderwand eines Fahrzeugs drehbar gelagert sind. Auf den Wellen 14, 14' sind Wischerarme 15, 15' befestigt, welche Wischblätter 16,16' für die zu reinigende Scheibe tragea Der Motor 10 treibt über die Kurbel 11 und das beschriebene Gestänge die Wischblätter über die mit strichpunktierten Linien angedeuteten Wischbereiche 17 und 17' der Scheibe hin- und hergehend an.

Der Pluspol einer Betriebsstromquelle 20 ist über drei Leitungen 21, 22, 22' und 23 mit dem Motor 10 verbunden. In der Leitung 21 liegt ein handbetätigter Schalter 24, über den der Wischer kontinuierlich in Betrieb gesetzt werden kann. In die Leitung 22 ist ein Schalter 25 eingebaut, über den ein intermittierender Wischbetrieb eingestellt werden kann. Die Leitung 23 führt über einen Endlagenschalter 26, der vom laufenden Motor 10 vorübergehend aufgesteuert wird, wenn die Wischblätter ihre dargestellte Umkehrlage durchlaufen. Ein zweiter Anschluß des Motors 10 ist über Masse mit dem Minuspol der Stromquelle 20 verbunden.

Der Schalter 25 ist als Drehschalter ausgebildet und hat ein rechteckiges Kunststoffgehäuse 26 (F i g. 2), das an einer Stirnseite eine Bodenplatte 27 aufweist. In diese ist eine Gewindebuchse 28 eingespritzt, in der eine Schaltachse 29 drehbar, jedoch unverschiebbar, gelagert ist An der Schaltachse 29 ist ein metallisches Schaltglied 30 (F i g. 3) befestigt, das ein scheibenförmiges Mittelteil 31 und drei um 120° gegeneinander versetzte federnde Arme 32 aufweist. Diese sind aus der Ebene des Mittelteils herausgebogen und tragen an ihren freien Enden Kontaktstücke 33. Das Mittelteil 31 hat eine von der Kreisform abweichende öffnung 34, durch die ein entsprechend geformter Abschnitt der Schaltachse 29 hindurchgreift. Auf diesem Abschnitt sitzt auch ein Rastfederarm 35, der mit sechs Rastorganen zusammenarbeitet, die zwischen Erhebungen 36 der Bodenplatte 27 gebildet sind. Durch diese Rastung sind eine Ausschalt- und fünf Einschaltstellungen für den intermittierenden Wischbetrieb fixiert. Das Schaltglied 30 und der Rastfederarm 35 sind durch Verstemmen des Stirnendes 37 fest mit der Schaltachse 29 verbunden.

Auf die Gewindebuchse 28 sind zwei Muttern 38 und 39 aufgeschraubt, die zum Befestigen des Schalters am Armaturenbrett des Fahrzeugs dienen. Am freien Ende der Schaltachse 29 ist ein Bedienungsknopf 40 lösbar befestigt.

In das Gehäuse 26 ist eine rechteckige Isolierstoffscheibe 42 passend eingesetzt, die an ihrer der Schaltachse 29 zugekehrten Seite drei konzentrisch zur Schaltachse angeordnete Kontaktbahnen 44, 45 und 46 (vgl. F i g. 1) trägt. Die Isolierstoffscheibe 42 liegt auf axialen Ansätzen 43 der Bodenplatte 27 auf und ist durch zwei in der Zeichnung nicht sichtbare Schrauben am Gehäuse befestigt. Die Kontaktbahnen 44, 45 und 46 arbeiten mit dem Schaltglied 30 in einer im folgenden noch näher beschriebenen Weise zusammen. Das Schaltglied 30 und die Ansätze 43 sind so bemessen, daß die Kontaktstücke 33 mit dem erforderlichen Kontaktdruck federnd auf den Kontaktbahnen 44,45 und 46 aufliegen.

An der von der Schaltachse 29 abgekehrten Seite trägt die Isolierstoffplatte 42 Anschlußschienen 48 des Schalters und die Teile eines elektronischen Impulsgebers, der in den Schalter eingebaut ist. Der Impulsgeber ist als astabiler Multivibrator mit zwei Komplementär-Transistoren 50 und 51 ausgebildet. Die Basis des pnp-Transistors 50 (Ausgangstransistor) ist über einen Widerstand 52 mit dem Emitter des invers betriebenen npn-Transistors 51 (Eingangstransistor) verbunden. Der Transistor 51 ist mit seinem Kollektor an die Kontaktbahn 44 angeschlossen; seine Basis ist über einen Widerstand 53 mit dem Emitter des Transistors 50 und über ein ÄC-Glied 54, 55 mit dessen Kollektor verbunden.

In der Kollektorzuleitung des Transistors 50 liegt die Wicklung 56 eines Drehankerrelais 57, dessen Schaltkontakte 58,59 die Motorzuleitung 22 überwachen. Der mit der Stromquelle 20 unmittelbar verbundene Schaltkontakt 58 ist mit dem Emitter des Transistors 50 verbunden. Die Wicklung 56 ist durch einen Widerstand 60 zur Dämpfung der in der Wicklung beim Abschalten induzierten Spannungsspitzen überbrückt.

Die Basis und der Kollektor des Transistors 51 sind im Betrieb über einen stufenweise veränderlichen Widerstand miteinander verbunden, der die Dauer der einzelnen Impulspausen bestimmt. Dieser Widerstand weist vier in Reihe geschaltete Einzelwiderstände 61, 62, 63 und 64 auf, deren eine Anschlußenden je mit einem Segment 65, 66, 67 und 68 der Kontaktbahn 45 verbunden sind. Das zweite Ende des Widerstands 61 ist unmittelbar an die Basis des Transistors 51 angeschlossen; die entsprechenden Enden der folgenden Widerstände sind jeweils mit einem Schaltpunkt 70, 71, 72 verbunden, der zwischen dem vorangehenden Widerstand und dem mit diesem Widerstand verbundenen Segment der Kontaktbahn 45 liegt. Die Einzelwiderstände 61, 62, 63 und 64 sind logarithmisch abgestuft. Die Segmente 65, 66, 67 und 68 sind so angeordnet und bemessen, daß der eine Kontaktarm 32 des

Schaltglieds 30 in den ersten vier Einschaltstellungen auf jeweils einem der Segmente 65 bis 68 aufliegt. In der fünften Einschaltstellung liegt der Kontaktarm 32 auf einem verbleibenden Segment 73 auf, zu dem kein Anschluß· führt.

Parallel zur Basis-Kollektor-Strecke des Transistors 51 ist ein kleiner Kondensator 74 geschaltet, der Störungen der Impulsfolge durch die Zündanlage vermeiden soll. Die Kontaktbahn 46 ist über Masse mit dem Minuspol der Stromquelle 20 und über eine Diode 77 mit dem Kontakt 59 verbunden; die Diode 77 dämpft induktive Spannungsspitzen, die beim Abschalten am Motor 10 entstehen.

Auf die der Schaltachse 29 zugekehrte Seite der Isolierstoffplatte 42 sind Kontaktbahnen aufgedampft, die als Verbindungsleitungen für den Impulsgeber dienen. In die öffnung des Gehäuses 26 ist eine Isolierstoffscheibe 76 eingesprengt, die das Gehäuseinnere nach außen verschließt.

Der Schalter 25 arbeitet folgendermaßen:

In der Ausschaltstellung nehmen die Kontaktarme 32 des Schaltglieds 30 die in F i g. 1 gezeichnete Stellung ein, in der sie die Kontaktbahnen 44 und 46 nicht berühren. Das Relais 57 ist stromlos und seine unter dem Einfluß der Rückführkraft geöffneten Kontakte 58 und 59 halten die Leitung 22 unterbrochen.

Wird die Schaltachse 29 um eine Schaltstufe weitergedreht, so schieben sich die beiden vorher ohne Berührung mit Kontaktbahnen stehenden Kontaktarme 32 auf die Kontaktbahnen 44 und 46 auf und verbinden den Kollektor des Transistors 51 mit Masse. Der Transistor 51 wird stromleitend und steuert den Transistor 50 ebenfalls in den stromleitenden Zustand. Der Kollektorstrom des Transistors 50 durchfließt die Wicklung 56; das Schaltrelais 57 spricht an und über die Leitungen 22,22' fließt ein Strom zum Motor 10. Der Motor 10 bewegt die Wischblätter 16, 16' aus der dargestellten Ruhelage in die Wischfelder 17 und 17' hinein. Dabei steuert er auch den Endlagenschalter 26 zu. In dieser ersten Einschaltstufe des Schalters 25 liegt der dritte Kontaktarm 32 auf dem Segment 65 der Kontaktbahn 45 auf.

Während dieser Betriebsphase des Impulsgebers lädt sich der Kondensator 55 über die niederohmige Kollektor-Basis-Strecke des Transistors 51 und den Widerstand 54 sowie die niederohmige Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 50 nahezu auf die Spannung der Stromquelle auf. Hat die mit der Basis des Transistors 51 verbundene Elektrode des Kondensators 55 das Potential des Minuspols der Stromquelle erreicht, so sperrt der Transistor 51. Mit ihm kehrt auch der Transistor 50 in seinen Sperrzustand zurück, so daß das Relais 57 entregt und die Leitung 22 unterbrochen wird.

Die Ladezeit des Kondensators 55, die gleich der Impulsdauer des Impulsgebers ist, ist mit beispielsweise 0,4 see so gewählt, daß der Endlagenschalter 26 bei Beendigung des Impulses bereits geschlossen ist, so daß der Motor 10 die Wischblätter 16,16' über einen vollen Wischhub hin- und herbewegt.

In dem Augenblick, in dem die Transistoren 50 und 51 in ihren Sperrzustand zurückkehren, springt das Potential am Kondensator 55 um den Betrag der Spannung der Stromquelle 20 in negativer Richtung. Der Kondensator 55 entlädt sich über die Widerstände 54, 53 und 61. Erreicht das Potential der mit der Basis des Transistors 51 verbundenen Kondensatorelektrode gegenüber dem Emitter den Wert der Schwellenspannung des Transistors 51, so wird dieser leitend und der Betriebsablauf beginnt in der beschriebenen Weise von neuem.

Die Pause zwischen den Stromimpulsen und somit die Länge der Ruheintervalle zwischen den einzelnen Wischhüben wird durch die Größe des Widerstandes 61 maßgeblich mitbestimmt. Der Widerstand 61 ist so bemessen, daß die Wischblätter 16, 16' etwa 25 vollständige Wischhübe in der Minute ausführen. Beim Weiterdrehen des Schalters 25 in die nächste Schaltstufe gelangt der eine Schaltarm 32 auf das Segment 66, wodurch dem Widerstand 61 der Widerstand 62 nachgeschaltet wird. Das hat zur Folge, daß sich der Kondensator 55 langsamer als in der ersten Schaltstufe entlädt und die Ruheintervalle zwischen den einzelnen Wischhüben größer als vorher sind. In der nächsten Schaltstufe ist ein weiterer Widerstand 63 und in der hierauf folgenden Schaltstufe sind alle vier Widerstände 61 bis 64 in den Endladestromkreis des Kondensators 55 eingeschaltet.

In der letzten Schaltstufe liegt der eine Kontaktarm 32 auf dem Segment 73 auf, so daß die veränderliche Widerstandsbrücke zwischen Basis und Kollektor des Transistors 51 gänzlich unterbrochen ist.

Der Kondensator kann sich dann nur über den Widerstand 53 entladen, was beim gewählten Ausführungsbeispiel etwa 25 Sekunden in Anspruch nimmt. Durch die logarithmische Abstufung der Widerstände 61 bis 64 ist erreicht, daß die Länge der Impulspausen annähernd linear vom Schaltwinkel der Schaltachse 29 abhängt.

Sollen die Wischer kontinuierlich in Betrieb genommen werden, so ist der Schalter 24 zu schließen. Der Motor 10 läuft dann so lange ohne Unterbrechung um, bis der Schalter 24 geöffnet und hierauf der Endlagenschalter 26 aufgesteuert wird.

Beim Abschalten des Motors 10 fließt ein Strom von Masse über die Kontaktbahn 46, die Diode 77, den Leitungszweig 22' und den Anker des Motors zurück zur Masse, der den Motor rasch zum Stehen bringt Das Relais 57 könnte auch ein zweites Schaltkontaktpaar haben, das in Reihe mit einem zweiten Kontaktpaar des Schalters 24 in einem Kurzschlußbremskreis des Motors liegt und geschlossen ist, wenn sich der Schalter in der Ausschaltstellung befindet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum intermittierenden Betrieb eines Scheibenwischers eines Fahrzeuges mit einem Relais, dessen Schaltkontakt den Antriebsmotor des Scheibenwischers mit einer Betriebsstromquelle verbindet und dessen Wicklung bei intermittierendem Wischbetrieb über einen Impulsgeber an die Betriebsstromquelle angeschaltet ist, wobei als Impulsgeber ein astabiler Multivibrator mit zwei Komplementär-Transistoren vorgesehen ist, der einen veränderbaren Widerstand aufweist, welcher mit seinem einen Anschluß gemeinsam mit dem die Kippzeiten des astabilen Multivibrators bestimmenden ÄC-GIied an die Basis des Eingangstransistors und mit seinem anderen Anschluß an diejenige der beiden anderen Elektroden des Eingangstransistors angeschlossen ist, welche nicht mit der Basis des Ausgangstransistors verbunden ist, mit einem willkürlich betätigbaren Schalter, mit dem in einer Stellung der Antriebsmotor ausschaltbar und in mindestens einer Einschaltstellung eine Pausenzeit zwischen den Betriebszeiten des Antriebsmotors einstellbar ist, nach Patent 12 97 367, dadurch gekennzeichnet, daß ein bewegliches Schaltglied (30) des Schalters in dessen Einschaltstellung mindestens drei feststehende Gegenkontakte (44, 45, 46) miteinander verbindet, von denen der erste (46) zum Anschließen an den einen Pol der Betriebsstromquelle (20) vorgesehen ist, der zweite (44) mit der nicht mit der Basis des Ausgangstransistors (50) verbundenen Elektrode der Emitter-Kollektor-Strecke des Eingangstransistors (51) und der dritte (45) mit dem von der Basis des Eingangstransistors (51) abgekehrten Anschlußende des veränderbaren Widerstands (61,62,63,64) verbunden ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Gegenkontakte (44,45,46) als ringsegmentförmige Kontaktbahnen ausgebildet und konzentrisch zur Schaltwelle (29) des als Drehschalter ausgebildeten Schalters angeordnet sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Schaltglied (30) einen an der Schaltwelle (29) befestigten scheibenförmigen Mittelteil (31) und drei aus dem Umfang des Mittelteils heraustretende, im Winkel zueinander versetzte federnde Arme (32) aufweist, die aus der Ebene des Mittelteils herausgebogen sind und an ihren freien Enden Kontaktstücke (33) tragen, welche mit den als Kontaktbahnen ausgebildeten Gegenkontakten (44,45,46) zusammenarbeiten.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der veränderbare Widerstand aus mindestens zwei Einzelwiderständen (61, 62, 63, 64) besteht, deren von der Basis des Eingangstransistors (51) abgekehrte Anschlußenden mit je einem Segment (65, 66, 67, 68) der dritten Kontaktbahn (45) verbunden sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelwiderstände (61, 62, 63, 64) hintereinandergeschaltet und einzelne Segmente (65, 66, 67) der dritten Kontaktbahn (45) jeweils mit einem zwischen zwei Einzelwiderständen liegenden Schaltpunkt (70,71, 72) verbunden sind.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung (56) des Relais einerseits an den Kollektor des Ausgangs-

transistors (50) und andererseits an die mit der einen Elektrode des Eingangstransistors (51) verbundene zweite Kontaktbahn (44) des Drehschalters angeschlossen ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter ein Kunststoffgehäuse (26) mit einer Bodenplatte (27) aufweist, in die eine die Schaltwelle (29) führende und zur Befestigung des Schalters an einem Tragteil dienende Buchse (28) eingespritzt ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem einen Pol der Betriebsstromquelle (20) verbundene feste erste Gegenkontakt (46) über eine Diode (77) mit einer zum Antriebsmotor (10) führenden Anschlußleitung (22') verbunden ist.