DE2247982A1 - Bimetall- betaetigter schalter einer intervallschaltung fuer einen elektrischen antrieb - Google Patents

Description

Dipl.-Ing. W. Beyer , Dipl.-Wirtseh.-Ing. B, Jochem

G Frankfurt am Main Freiherr-vom-Stein-Str.

Anm.: >

Aktiebolaget Electrolux,
Stockholm/Schweden

Bimetall- betätigter Schalter einer Intervallschaltung für einen elektrischen Antrieb.

Die Erfindung betrifft einen Bimetall- betätigten Schalter · einer Intervallschaltung für einen elektrischen Antrieb j z.B. eines Kraftfahrzeug-Scheibenwischermotors, für eine elektrische. Heizvorrichtung,, einen Blinker oder dergleichen,■ wobei sich das Bimetall' bei Erwärmung zum Betätigungsglied des Schalters hin biegt und-bei Abkühlung von diesem ' entfernt.

Bei derartigen Geräten besteht die Schwierigkeit, möglichst konstante Zeitintervalle -zu erhalten^, in denen das Gerät ein- bzw. ausgeschaltet· ist. Wegen Schwankungen der Außentemperatur wird nämlich das Bimetall bei den bisher bekannten Geräten nach unterschiedlich langer Zeit auf die Temperatur aufgeheizt, bei welcher die Umschaltung erfolgt. Bisher wurden deshalb verhältnismäßig komplizierte und teuere Vorkehrungen getroffen, um die Schwankungen ' der Außentemperatur zu kompensieren. Dies kann z.B. dadurch geschehen, daß das Bimetallblatt mit einem anderen Bimetallblatt verbunden wird, welches ebenfalls auf die Temperaturänderungen der Umgebung reagiert und die dadurch

Ei L 269/22.9.1972' 30981 S/0813

^mm w ^wm

hervorgerufene Auslenkung des ersten Bimetalls ausgleicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schalteinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher sich auch ohne zusätzliche Maßnahmen trotz Schwankungen der Außentemperatur konstante Schaltintervalle ergeben.

Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgeraäß dadurch gelöst, daß das Bimetall mit Bezug auf den Schalter derart angeordnet und ausgebildet ist, daß seine Auslenkung aus der Ausgangslage bis zum Betätigungsglied einer so hohen Aufheiztemperatur entspricht, daß die Auslenkung in Folge Änderungen der Außentemperatur vernachlässigbar klein ist.

Bei der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung tragen die Temperaturänderungen der Umgebung prozentual nur sehr wenig zur Erwärmung des Bimetallstreifens bei. Andererseits kühlt bei der vorgeschlagenen Einrichtung das Bimetall schneller ab als bei den bekannten Schalteinrichtungen,

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist das Betätigungsglied mit einem Schaltglied eines Umschalters verbunden, welcher in wenigstens zwei um einen bestimmten Weg des Betätigungsgliodes auseinanderliegenden, bestimmten hohen Temperaturen entsprechenden Stellungen jeweils umschaltet , wobei in der bei der niedrigen der beiden Temperaturen eingenommenen Stellung der Antrieb einschaltbar und in der bei der höheren Temperatur eingenommenen Stellung der Antrieb ausschaltbar ist, so daß die Ein- und Ausschaltzeitintervalle der Zeit der Bewegung des Betätigungsgliedos und des Bimetalls zwischen den beiden Stellungen entsprechen.

El L 269/P2.9.1972 309815/0813

. 5. 22479Θ2

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert» Eo zeigen:.

Fig. 1 den Schaltplan einer Intervallschaltung mit einem bimetallgesteuerten Schalter gemäß der Erfindung,

Fig. 2 in schematischer Darstellung den durch ein Bimetall gesteuerten Schalter.

Der elektrische Schaltplan nach Fig. 1 enthält einen Scheibenwischermotor 1o mit einem Schalter P zur sogenannten Endabschaltung in einer Endstellung der Scheibenwischer, weiterhin mit einem Umschalter O mit von Hand zu bedienendem Betätigungsglied 11, sowie ferner mit einer Heizwindung 12 für einen in Fig. 1 nicht gezeigten Bimetallstreifen, mittels dessen ein Umschalter M betätigt wird. Die Umschalter P und M haben jeweils ein'.· Schaltglied 1, welches Positionen 2 oder 3 einnehmen kann. Der Umschalter O ist mehrpolig. Er hat drei Schaltglieder A , 2 und 3.,, welche Schaltstellungen 4- oder 5 bzw. 6 oder 7 bzw. 8 oder 9 einnehmen können. Die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 funktioniert wie folgt:

In der gezeichneten Stellungen der Schalter ist der Scheibenwischermotor ausgeschaltete Wenn die. Schaltglieder 1, 2 und 3 mittels des Betätigungsgliedes 11 in die Schaltstellung 5» 7 und 9 gebracht werden,· erhält die Heizwindung 12 von der Spannungsquelle 13_} die in der Zeichnung mit einem +-Zeichen versehen ist, über die Kontakte O^ _r und Mp ^ Strom. Gleichzeitig erhält auch der Motor 1o Strom, von derselben Spannungsquolle über die Kontakte O^ _r, M₀ ^ und Oq ,. Sobald der Motor 1o zu laufen anfängt und die Scheibenwischorblätter in Bewegung setzt, wird vom Motor in bekannter Weise das Schaltglied P/j in die Schaltstellung 3 umgestellt. Solange jedoch das Schaltglied Vi^ in der in Fig. 1 gezeigten Stellung steht, erhält der Motor auf, dem vorstehend beschriebenen

309815/0813

El L ?G9/?2.9.1972

Leitungswege Strom. Sobald dor Motor wieder in non no Ausgangsstellung lcomint, wird dan Schaltglied P^ wieder auf die Schaltstellung 2 umgestellt.

Es int erwünscht, daß der Motor nach dem Einschalten die Scheibenwischerblätter erst ein paar mal hin- und herbewegt, bevor der unterbrochene Botrieb beginnt. Diesen anfängliche Betriebsintervall dauert so lange wie das Aufheizen der Heizwindung 12 und des Bimetallstreifens auf ihre Betriebstemperatur. Wenn diese erreicht wird, hat sich der Bimetallstreifen soweit gebogen, daß der Umschalter M betätigt wird und sein Schaltglied M_x, in die Schalt st ellung 3 übergeht. Damit hört die Stromzufuhr zu der Heizwindung auf, und der Bimetallstreifen beginnt abzukühlen. Wenn sich dabei das Schaltglied P/j in der Schaltstellung 3 befindet, erhält der Motor 1o Strom von der Spannungsquelle 14 über die Kontakte P₇. ^,M_x * und 0_Q „■· Wenn jedoch der Motor »seine Ausgangsstellung durchlaufen will, wobei das Schaltglied Ρ,] auf die Schaltstellung 2 umgestellt wird, wird der Motor über die Kontakte O_{0 r}, P_{0 Λ} , M, _Λ und 0_Q , geerdet. Dadurch wird der Motor abgebremst und bleibt in der Ausgangsstellung "stehen.

Wenn sich das Bimetall genügend abgekühlt hat, wird das Schaltglied M^. wieder in die Schaltstellung ? bewogt, und dnnn erhalten sowohl der Motor als auch die Heizwindung 1? wieder Strom über dieselben Kontakte, wie oben beschrieben. Die intermittierende Arbeitsweise wird fortgesetzt, solange der mehrpolige Umschalter O die mit Bezug ,auf Fig. 1 linke Stellung einnimmt.

Der Scheibenwischer wird abgestellt,indem das Schaltglied in Fig. 1 nach rechts verschoben wird. Wenn sich dabei das Schaltglied P^ noch in der Stellung 3 befindet, erhält der Motor zunächst weiterhin Strom von der Spannungsquelle ⁴Vl-

^303815/0813

über die Kontakte P-, _Λ und O₀-,. Wenn der Motor dann aber seine Ausgangsstellung erreicht, verschiebt er das Schaltglied Pxj in die Schaltstellung 2 und wird über die Kontakte Ο» g , Ρ« >| und Ο« -z geerdet. Dadurch wird er abgebremst und hält an.

Fig. 2 zeigt einen Bimetallstreifen 15» der an einer Halterung 16 befestigt ist. Die Darstellung in ausgezogenen Linien in Fig. 2 zeigt den"Bimetallstreifen imkalten Zustand, und die gestrichelten Linien zeigen schematisch die Stellungen des BimetallStreifens bei zwei verschiedenen hohen Temperaturen.

In verhältnismäßig großem Abstand mit Bezug auf das kalte Bimetall ist ein Schalter 17 angeordnet, welcher dem Umschalter M in Fig. 1 entspricht und z.B. als sogenannter Hikroschalter ausgebildet sein kann. Der Schalter 17 hat ein Betätigungsglied 18,-mittels dessen ein Schaltglied im,Schalter betätigt werden kann. Das Schaltglied entspricht dem Schaltglied M^ in Fig. 1. Der Schalter 17 ist so konstruiert, daß sein Betätigungsglied 18 erst einen gewissen Schaltweg eingedrückt werden muß, bevor das Umschalten erfolgt. Auch wenn das Schaltglied des Schalters 1? in seine Ausgangsstellung wieder zurückgestellt werden soll, muß das Betätigungsglied einen gewissen Weg zurückgelegt haben, bevor zurückgeschaltet wird.'Die Zeit, welche der Bimetallstreifen braucht, um sich über diese Schaltwege des Schalters 17 zu biegen, ist bestimmend für die Länge der Intervalle der Ein- und Ausschaltzeiten. * -

Wenn der Scheibenwischer eingeschaltet int und die Heizwindung 12 des Bimetallstreifens erstmals Strom erhält, wird das Bimetall aufgeheizt und biegt sich bis in die in Fig. 2 gestrichelte Stellung 19· Während der weiteren Auf-

El L 269/22.9.1972 309815/0813

heizung und Biegung des Bimetallstreifens wird das Betätigungsglied 18 in den Schalter 17 eingedrückt, und wenn dabei schließlich die gestrichelte Stellung 2o erreicht wird, erfolgt das oben beschriebene Umschalten. Weil die Stromzufuhr zu der Heizwindung 12 dann aufhört, kühlt sich der Bimetallstreifen ab und kehrt zu der Stellung 19 aurück. Hier wird im Schalter 17 abermals umgeschaltet und die Heizwindung 12 unter Strom gesetzt.

Die Zeitintervalle die erforderlich sind, um den Bimetallstreifen 15 in Folge Erwärmung odor Abkühlung aus der Stellung 10 in die Stellung 2o und umgekehrt von der Stellung 2o in die Stellung 19 zu biegen, sind mit großer Genauigkeit konstant. Dies beruht auf der Tatsache, daß sowohl das Aufheizen nls auch das Abkühlen des Bimetallsbreifens ohne merklichen Einfluß von Änderungen der Umgebungstemperatur stattfinden. Weil der Bimetallstreifen auf eine verhältnismäßig hohe Temperatur aufgeheizt wird und sich deshalb über einen weiten Weg biegen muß, wird die gewünschte verhältnismäßig lange Zeit für die anfängliche Einschaltphase gewonnen. Danach bleibt der Motor in der Ausgangsstellung stehen, bis sich der Bimetallstreifen durch Abkühlung von der Stellung wieder zur Stellung 19 zurückverformt hat. Der Motor 1o ist danach immer so lange eingeschaltet, wie sich der Bimetallstreifen von der Stellung T9 zur Stellung 2o hin biegt.

Die Dauer des ZeitIntervalls, während dessen der Motor eingeschaltot · ist , kann auf einfache Weise durch Änderung der Heizleistung der Heizwindung 12 verändert worden. Wenn die Heizleistung vcrgrössert wird, heizt sich der Bimetallstreifen in kürzerer Zeit auf, und die Betriebszeit des Motors wird dadurch abgekürzt. In ähnlich einfacher Weise kann auch die Zeit, in welcher der Motor während der Intervallschaltung stillsteht, verändert werden, in/dem der AbkühlVorgang des Bimetallstreifens beeinflusst wird. Dies kann dadurch geschehen, daß dio Betriebstemperatur des BimetallStreifens

El L 269/22.9.1972 309815/0813

vergrössert oder verringert wird, indem der Schalter 17 in anderer Entfernung vom Bimetallfitreifen 15 angebracht wird.

Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, enthält die erfindungsgemäße Schalteinrichtung im Vergleich zn bekannten Einrichtungen keine zusätzlichen Teile_β Trotzdem wird eine erstaunlich gute Konstanz der Intervalle, in denen der Scheibenwischermotor arbeitet, erreicht. Dadurch war es möglich,' die erfindungsgemäße Schalteinrichtung auch an solchen Stellen zu montieren, wo die Betriebstemperaturen wesentlich stärkeren Schwankungen unterworfen sind, als sie bei bekannten Schalteinrichtungen zulässig wären₀ Dies ist insbesondere von Bedeuirung für Kraftfahrzeuge, bei denen der Scheibenwischermotor und das Zubehör im Motorraum installiert werden sollen.

Pat ent ansprüche

ι ,

El L ?G9/?P.9.1972

3 0 9 8 15/0813

Claims (4)

Pat ent ansprüche

1. y Birnetall-betätigter Schalter einer Intervall schaltune für einen elektrischen Antrieb, z.B. eines Kraftfahrzeug-Scheibenwischermotors, wobei sich das Bimetall bei Erwärmung zum Betät:j.gungsglied des Schalters hin biegt und bei Abkühlung von diesem entfernt, dadurch gekennzeichnet, daß das Bimetall (15) mit Bezug auf den Schalter (17, M) derart angeordnet und ausgebildet ist, daß seine Auslenkung aus der Ausgangslage bis zum Betätigungsglied (18) einer so hohen Aufheiztemperatur entspricht, daß die Auslenkung in Folge Änderungen der Außentemperatur vernachlässigbar klein ist.

2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (10) mit einem Schaltglied (M^) eines Umschalters (17» M) verbunden ist welcher in wenigstens zwei um einen bestimmten Weg des Betätigungsglieds (18) auseinanderlieccnden, bestimmten hohen Temperaturen entsprochenden Stellungen (19» 2o) jeweils umschaltbar ist, wobei in der bei der niedrigen Temperatur eingenommenen Stellung (19) der Antrieb (1o) einschaltbar und in der bei der höheren Temperatur eingenommenen Stellung (2o) der Antieb (1o) ausschaltbar ist, do daß die Ein- und Ausschaltzeitintervalle der Zeit der Bewegung des Betätigungsglieds (18) und des Bimetalls (15) zwischen den beiden Stellungen (19, 2o) entsprechen.

El L 269/22.9.1972

309815/0813

72A7S82

3. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sur Veränderung des Einschaltzeitintervalls die Heizleistung einer das Bimetall (15) aufheizenden V/icklung (12) veränderbar ist.

4. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß zur Vor» änderung des Ausschaltzeitintervalls dio Lage des Betätigungüglieds (18) mit Bezug auf das Bimetall (15) und damit die Höhe der Ein- und Ausschalttempcratur veränderbar ist.

El L 269/22.9»1972

303815/0013

Leerseite