DE2325255A1

DE2325255A1 - Elektrische schaltanordnung fuer den intermittierenden betrieb von scheibenwischern

Info

Publication number: DE2325255A1
Application number: DE2325255A
Authority: DE
Inventors: Ruediger Ratzel; Helmut Steinmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1973-05-18
Filing date: 1973-05-18
Publication date: 1974-12-19
Also published as: IT1012379B; FR2230190A5; US3919612A; JPS5019121A; AU6117473A

Description

R. XΆ 7 I
3.5.1973 Ku/Kb

Anlage zur

Pat ent anmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart

Elektrische Schaltanordnung für den intermittierenden Betrieb von Scheibenwischern

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Schaltanordnung für den intermittierenden Betrieb von Scheibenwischern mit einem Antriebsmotor-sowie- einem in Abhängigkeit von der Wischerstellung geschalteten Endlagenschalter mit einem Umschaltglied, das in seiner Ruhestellung einen Bremsstromkreis und in seiner Arbeitsstellung einen Hilfsstromkreis für den Antriebsmotor schließt, und mit einem Relais, dessen einer Anschluß über einen Einschalter an eine Spännungsquelle anschließbar ist und über dessen beweglichen Kontakt der Antriebsmotor an die Spannungsquelle anschließbar ist, und mit einem temperaturabhängigen Steuerelement im Relaisstromkreis, das nur in kaltem Zustand

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eine Erregung des Relais zuläßt, wobei der Abkühlbeginn dieses Steuerelementes durch das Umschalten des Umschalt- •gliedes in seiner Ruhestellung festgelegt ist.

Bei einer bekannten Schaltanordnung dieser Art wird als Steuerelement ein fremdbeheizter Bimetallschalter verwendet, dessen Heizwicklung einerseits an Masse und andererseits an das Umscha'i tglied des Endlagenschalters ,angeschlossen ist. Der Bimetallschalter ist so ausgebildet, daß das Relais nur in kaltem Zustand dieses Schalters erregbar ist. Sobald das Relais erregt ist, wird über einen Kontakt dieses Relais ein Stromkreis für diese Heizwicklung geschlossen, der über das Umschaltglied des Endlagenschalters auch bei abgefallenem Relais solange aufrechterhalten wird, bis die Wischer ihre Endlage erreicht haben. Nachteilig bei dieser bekannten Schaltanordnung ist es, daß das Relais über den Bimetallschalter auch wieder entregt werden muß. Bei zu geringer Speisespannung oder sehr niedrigen Temperaturen kann es bei dieser Schaltanordnung vorkommen, daß der Birnefallschalter den Relaisstromkreis noch nicht unterbrochen hat, wenn die Wischer erstmals ihre Endlage durchlaufen. Die Wischer führen dann also zwei oder sogar noch mehr Wischbewegungen aus, bevor eine Pause eintritt. Dies ist aber bei geringer Feuchtigkeit auf der Scheibe gerade unerwünscht, weil die Wischer unnötig verschlissen werden. Andererseits kann es bei sehr hohen Außentemperaturen vorkommen, daß der Bimetallschalter den Relaisstromkreis öffnet, bevor der Endlagenschalter umgeschaltet hat. Dies wird vor allem dann der Fall sein, wenn bei sehr trockener Scheibe aufgrund der großen Reibungskraft die Wischer sich nur langsam aus ihrer Endlage herausbewegen. Bei der bekannten Schaltanordnung fällt in einem solchen Fall das Relais zu früh ab und,der Wischermotor bleibt stehen.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden.

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Insbesondere soll also eine Schaltanordnung geschaffen werden, bei der ein zu frühes Abfallen des Relais vermieden wird und bei der die Wischer zwischen den Pausen jeweils nur einen Wischzyklus durchführen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Entregung des Relais über das Umschaltglied des Endlagenschalters in dessen Arbeitsstellung erfolgt.

Im Gegensatz zu der bekannten Schaltanordnung, bei der das Steuerelement, nämlich der Bimetallschalter für die Entregung des Relais verantwortlich ist, wird also bei der erfindungsgemäßen Schaltanordnung die Entregung des Relais unmittelbar über das Umschaltglied des Endlagenschalters vorgenommen. Das bedeutet einerseits, daß das Relais erst dann abfallen kann, wenn die Wischer aus ihrer Endlagestellung herausgelaufen sind und den Endlagenschalter umgestellt haben, und daß andererseits das Relais auf jeden Fall abgefallen ist, bevor die Wischer ihren Wischvorgang beendet haben und wieder die Endlagestellung erreicht haben.

Die Entregung des Relais kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung dadurch erfolgen, daß über das Umschaltglied des Endlagenschalters in dessen Arbeitsstellung dem gemeinsamen Anschlußpunkt von Relais und Steuerelement eine Spannung der Größe zuführbar ist, daß die Relaisspannung unterhalb der Haltespannung des Relais liegt. Praktisch bedeutet dies, daß den beiden Anschlüssen des Relais jeweils eine Spannung zugeführt wird, die nach Betrag und Richtung annähernd gleich groß sind, zumindest aber nur so weit voneinander abweichen, daß die verbleibende Relaisspannung unterhalb der Haltespannung liegt und somit das Relais abfällt. Dem einen Anschluß wird diese Spannung über das Umschaltglied des Sndlagensehalters zugeführt, während der andere Anschluß des Relais ja ohnehin über den Einschalter unmittelbar mit der Spannungsquelle verbunden ist.

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Bei bekannten Schaltanordnungen für Wischermotoren ist der eine Arbeitskontakt des Endlagenschalters ohnehin mit der Spanhungsquelle galvanisch verbunden. Bei einer solchen Schaltung wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung das Umschaltglied des Endlagenschalters an den gemeinsamen Anschlußpunkt von Relais und Steuerelement angeschlossen.

Da bei diesen bekannten Schaltungen der Ruhekontakt des Endlagenschalters an Masse angeschlossen ist, muß Vorsorge getroffen werden, daß das Relais nicht über das Umschaltglied nach Beendigung jeder Wischbexiregung wieder an Masse liegt und damit ohne zeitliche Verzögerung erregt wird. Dann wäre nämlich ein intermittierender Betrieb nicht möglich. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird bei einer solchen Schaltung das Umschaltglied über eine Diode mit dem gemeinsamen Anschlußpunkt von Relais und Steuerelement verbunden. Diese Diode ist so geschaltet, daß sie dem Relais die zur Entregung notwendige Spannung zuführen kann, andererseits aber einen Stromfluß in entgegengesetzter Richtung vermeidet. Die Erregung des Relais kann dann nicht über das Umschaltglied erfolgen, sondern nur über das Steuerelement.

Als Steuerelement wird vorzugsweise ein PTC-Widerstand verwendet, der einseitig an Masse angeschlossen ist. Ein solcher PTC-Widerstand ändert seinen Widerstandswert' mit wachsender Temperatur sprungartig, was für ein einwandfreies Arbeiten der Schaltanordnung wesentlich ist. In kaltem Zustand darf nämlich der Widerstand dieses Steuerelementes nur so klein sein, daß der durch ihn und das Relais fließende Strom ausreicht, um das Relais zu erregen. In seinem zweiten Betriebszustand muß jedoch der Widerstand so groß sein, daß das Relais nicht sofort wieder erregt wird, wenn die Wischer ihre Endstellung erreicht haben.

Anstelle dieses PTC-Widerstandes kann auch ein anderes Element, beispielsweise ein Transistor verwendet werden, wenn dieser seinen Widerstandswert mit der Temperatur sehr stark, insbesondere sprunghaft, ändert. Auch ein Bimetallschal-

ter läßt sich dafür verwenden doch zeichnet sich der PTC-Widerstand durch seine geringe Baugröße und seine geringe Störanfälligkeit bei geringem Preis besonders aus.

Ein geringer Nachteils der jedoch bei den anderen erwähnten Steuerelementen ebenso vorhanden ist_s ergibt sich bei der Schaltanordnung insofern, alsdie; Abkühlzeit und damit die Pause zwischen zwei Wischzyklen spannungs- und temperaturabhängig ist. Zur Vermeidung dieses Nachteils wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, mit dem PTC-Widerstand in thermischem Kontakt einen zweiten PTC-Widerstand anzuordnen, der eine höhere Sprungtemperatur aufweist und einerseits an Masse und andererseits unmittelbar an den spannungsführenden Pol des Antriebsmotors angeschlossen ist. Damit haben SpannungsSchwankungen fast gar. keinen und Temperaturschwankungen einen geringeren Einfluß auf die Pausenzeit, weil die Temperatur und damit der Widerstand des im Stromkreis des Relais liegenden PTC-Widerstandes von der Temperatur des zweiten PTC-Widerstandes abhängig ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert» Es zeigern

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltanordnung_s

Fig. 2 eine verbesserte Schalt anordnung _s'

Fig» 3 ein Diagramm der Kennlinien der bei der Schaltanordnung nach Fig„ 2 verwendeten PTC-Widerstände und .

Fig. k ' ein anderes Ausführungsbeispiel· einer Schalt-* anordnung*

In den Schaltanordnungen ist mit 10 eine Spannungsquelle und mit 11 ein.Einsehalter bezeichnet. Der eine Anschluß des Relais 12 ist an den Eins ehalt er 11 angeschlossen,, während der andere Anschluß zu einem gemeinsamen Verbindungspunkt 13

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führt, an den ein als Steuerelement dienender PiC-Widerstand 14 angeschlossen ist. Der Pluspol der Spannungsquelle 10 ist über eine Leitung 15 mit einem Arbeitskontakt 16 eines Endlagens ehalters 17 verbunden. Der Ruhekontakt 18 dieses Schalters liegt an Masse. Von der Leitung 15 zweigt eine Leitung 19 ab, die zu einem Festkontakt 20 des Relais 12 führt. An einem zv/eiten Pestkontakt 21 dieses Relais 12 ist einerseits das Umschaltglied 22 des Endlagenschalters 17 und andererseits eine Diode ?.'j angeschlossen, deren Kathode mit dem gemeinsamen Anschlußpunkt 13 verbunden ist. Der Antriebsmotor 24 ist einerseits an den beweglichen Kontakt 25 des Relais 12 und andererseits an Masse angeschlossen.

Die beschriebene Schaltanordnung arbeitet folgendermaßen: Nach dem Einschalten der Anlage mittels des Einschälters

11 fließt von der Spannungsquelle 10 Strom durch das Relais

12 und den PTC-Widerstand. Da der Widerstandswert dieses Steuerelements 14 in kaltem Zustand sehr gering ist, kann dieser Strom das Relais 12 erregen, so daß der betiregliche Kontakt 25 von der eingezeichneten Lage in die andere Schaltstellung umspringt, in der er über die Leitung 15 und die Leitung 19 und den Kontakt 20 den Antriebsmotor mit der Spannungsquelle 10 verbindet. Obwohl zu diesem Zeitpunkt das Umschaltglied 22 des Endlagensehalters 17 noch auf dem mit Masse verbundenen Ruhekontakt 18 aufliegt, ist das Relais aufgrund der Sperrwirkung der Diode 23 nicht an Masse geschaltet. Der Relaisstrom fließt also nur über den PTC-Widerstand 14.

Wenn der Motor anläuft und damit die Wischer aus ihrer Endstellung herausbewegt, wird das Umschaltglied 22 auf den Arbeitskontakt 16 umgelegt. Damit wird an den Anschlußpunkt

13 über die Leitung 15, den Arbeitskontakt 16₉ das Umschaltglied 22, den Kontakt 21 und die Diode 23 die Spannung der Spannungsquelle gelegt, so daß an beiden Anschlüssen des

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Relais 12 nahezu die gleiche Spannung liegt und das Relais abfällt«. Dann wird der Kontakt 25 des Relais 12 wieder in die dargestellte Lage gebracht und der Motorstrom Über die Leitung 19, den Arbeitskontakt 16, das Umsehaltglied 22, den Kontakt 21 und den beweglichen Kontakt 25 aufrechterhalten. Der Spannungsabfall an der Diode 23 muß geringer sein als die Haltespannung des Relais 12, damit dieses mit Sicherheit abfällt«

Während des Weiterlaufs" des Motors wird nun über die Leitung 15s den Ärbeitskontakt l6_s das Umschaltglied 22 und die Diode 23 dem PTC-Widerstand ein wesentlich größerer Strom als vorher zugeführt, weil der durch die Relaisspule gebildete Vorwiderstand weggefallen ist. Die Temperatur dieses das Steuerelement darstellenden PTC-Widerstandes wird damit schnell größer und damit auch sein Widerstands viert.

Sobald die Wischer ihre Endstellung erreicht haben, wird das Umsehaltglied 22 des Endlagenschalters 17 wieder in die gezeichnete Stellung gebracht und damit der Antriebsmotor 24 kurzgeschlossen. Gleichzeitig, wird die verstärkte Aufheizung des PTC-Widerstandes beendet_s da am gemeinsamen Anschlußpunkt 13 kein hohes Potential mehr zur Verfügung steht. Wichtig ist jedoch_s daß bis zu diesem Zeitpunkt der Widerstandswert des Steuerelementes 14 sich so stark erhöht hat, daß der durch ihn und das Relais 12 fließende Strom nicht ausreichtj, um das Relais zu erregen. Letzteres kann erst dann wieder geschehen, wenn der Widerstandswert des Steuerelementes 13 sich verringert hat»

Die AbküDlzeit beginnt also erst_a wenn die Wischer ihre Endstellung erreicht haben. Damit ist eine Impulspause auf jeden Fall sichergestellt. Es kann daher nicht vorkommen_s daß zwischen jeder Impulspause die Wischer mehrere Wischvorgänge ausführen. Da über die Diode 2.3 dem Anschlußpunkt 13 auch nur dann eine genügende Spannung zugeführt wird_s.wenn

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das Umschaltglied 22 auf dem Arbeitskontakt 16 aufliegt, kann das Relais nicht abfallen, bevor die Wischer aus ihrer Endstellung herausbewegt sind.

Die in Fig. 2 dargestellte Schaltanordnung unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 nur dadurch, daß ein zweiter PTC-Widerstand 30 vorgesehen ist, der einerseits an Masse und andererseits an den spannungsführenden Pol des Antriebsmotors 2k bzw. an den Kontakt 25 des Relais 12 angeschlossen ist. Dieser zweite PTC-Widerstand hat eine höhere Sprungtemperatur als das Steuerelement I¹I und ist in thermischem Kontakt mit letzterem angeordnet. Der dadurch erreichte Vorteil wird im folgenden anhand der Fig. 3 erläutert.

Diese Abbildung zeigt die Widerstandsveränderung in Abhängigkeit von der Temperatur der beiden PTC-Widerstände I¹I bzw. 30. Es ist erkennbar, daß letzterer eine Sprungtemperatur t2 hat, die größer ist als die Sprungtemperatur ti des PTC-Widerstandes Ik₃ welcher als Steuerelement dient. Aus der Abbildung ist ersichtlich, daß der Arbeitspunkt des Widerstandes Ik in warmem Zustand im Bereich zwischen den Punkten al und a2, im kalten Zustand dagegen links der Sprungtemperatur ti etwa im Punkte b liegt. Der genaue Arbeitspunkt im Bereich zwischen al und a2 ist abhängig von der Höhe der Speisespannung sowie der Umgebungstemperatur. Beim Abkühlen wandert der Arbeitspunkt entlang der dargestellten Kurve zum Punkt b und es ist daraus ersichtlich, daß bei schwankender Temperatur oder schwankender Speisespannung auch die Abkühlzeit in gewissen Grenzen variieren kann.

Bei der Schaltanordnung nach Fig. 2 wird dieser Nachteil dadurch vermieden, daß der Widerstandswert des als Steuerelement dienenden PTC-Widerstandes 14 durch die

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Temperatur des zweiten PTC-Widerstandes 30 bestimmt wird. In warmem Zustand nimmt nun der als Steuerelement dienende PTC-Widerstand den Arbeitspunkt a3 ein und Temperaturschwankungen wirken sieh nicht mehr so stark aus.

In Fig. 4 ist schließlich ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt j bei dem als Steuerelement ein Bimetallschalter 40 Verwendung findet= Die Heizwicklung

41 ist einerseits an die Anode der Diode 23 und andererseits an Masse angeschlossen» Die Schaltzunge 42 ist an Masse angeschlossen und arbeitet mit einem Kontakt 43, der an dem gemeinsamen Anschlüßpunkt 13 angeschlossen ist. In warmem Zustand unterbricht dieser Bimetallschalter 40 den Relaisstromkreisi so daß eine Erregung des Relais nicht mehr möglich ist»

Diese Schaltanordnung arbeitet genauso wie die bereits beschriebenen Schaltanordnungen gemäß Figuren 1 und 2„ Beim Einschalten der Anlage ifird über die Schaltzunge

42 der RelaisStromkreis geschlossen und der Motor läuft an. Sobald die Wischer aus ihrer Endlage herausbewegt sind, wird das Umschaltglied 22 umgelegt und dem Relais eine positive Spannung zugeführt_s so daß dieses abfällt. Gleichzeitig wird die Heizwicklung stromdurchflossen_s und Schaltzunge 42 hebt von dem Kontakt 43 ab. Die-Aufheizung des Bimetallschalters dauert solange_s bis die Wischer am Ende ihrer Wischbewegung wieder ihre Endlage eingenommen haben. Dann kühlt sich der Bimetallschalter ab und schließt schließlich wieder den Relaisstromkreis.

Wesentlich bei allen beschriebenen Ausfühungsbeispielen ist, daß das Relais unmittelbar über das Umsehältglied des Endlagenschalters entregt wird und somit praktisch der Einsehaltimpuls vom Motor her synchronisiert wird» Dadurch wird gewährleistet _s daß die Wischer mit Sicherheit auch bei

sehr trockener Scheibe aus ihrer Endlage herausbewegt werden und zwischen jeder Pause nur eine Wischbewegung durchführen.

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Claims

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Ansprüche

y Elektrische Schaltanordnung für den intermittierenden Betrieb von Scheibenwischern mit einem Antriebsmotor sowie einem in Abhängigkeit von der Wischerstellung geschalteten Endlagenschalter mit einem Umsehaltglied_s das in seiner Ruhestellung einen Bremsstromkreis und in seiner Arbeitsstellung einen Hilfsstromkreis für den Antriebsmotor schließt_a und mit einem Relais_s dessen einer Anschluß über einen Einschalter an eine Spannungsquelle anschließbar ist und- über dessen beweglichen Kontakt der Antriebsmotor an die Spannungsquelle anschließbar ist _s und mit einem temperaturabhängigen Steuerelement im Relaisstromkreis_s das nur in kaltem Zustand eine Erregung des Relais zuläßt_s wobei der Abkühlbeginn dieses Steuerelementes durch das Umschalten des Umschaltgliedes in seiner Ruhestellung festgelegt ist₉ dadurch gekennzeichnet₉ daß die Entregung des Relais (12) über das Umschaltglied (22) des Endlagenschalters (17) in dessen Arbeitsstellung erfolgt»
2. Elektrische Schaltanordnung nach Anspruch "I₉ dadurch gekennzeichnet_s daß über das Umschaltglied (22) des Endlagenschalters (17) in dessen Arbeitsstellung

β· dem gemeinsamen Anschlußpurikt (13) vom Relais (12)

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und Steuerelement (I¹I) eine Spannung der Größe zuführbar ist, daß die Relaisspannung unterhalb der Haltespannung des Relais liegt.
3. Elektrische Schaltanordnung nach Anspruch 2, bei der der Arbeitskontakt des Endlagenschalters mit der Spannurigsquelle galvanisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltglied (22) an den gemeinsamen Anschlußpunkt (13) von Relais und Steuerelement angeschlossen ist.
4. Elektrische Schaltanordnung nach Anspruch 3» bei der der Ruhekontakt des Endlagenschalters an Masse angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltglied (22) über eine Diode (23) mit dem gemeinsamen Anschlußpunkt (13) von Relais (12) und Steuerelement

(14) verbunden ist.
5. Elektrische Schaltanordnung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement (14) ein PTC-Widerstand ist, der einseitig an Masse angeschlossen ist.
6. Elektrische Schaltanordnung nach Anspruch 5» dadurch

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gekennzeichnet j, daß in thermischem Kontakt mit dem PTC-Widerstand ein zweiter PTC-Widerstand (30) mit höherer Sprungtemperätur angeordnet ist_s der einerseits an Masse und andererseits unmittelbar an den spannungsführenden Pol des Antriebsmotors (2*0 angeschlossen ist.
7. Elektrische Schaltanordnung nach den Ansprüchen 1 bis ^₅ dadurch gekennzeichnet _s daß das Steuerelement ein fremdbeheizter Bimetallschalter (¹IO) ist_s dessen bewegliche Schaltzunge (¹12) einerseits an Masse und in kühlem Zustand an einem am Relais (12) angeschlossenen ■ Kontakt (43) anliegt und daß die einerseits an Masse angeschlossene Heizwicklung (Hl) des Bimetallschalters andererseits an das Umschaltglied (22) des Endlagenschalters (17) angeschlossen ist«

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