DE2332407A1

DE2332407A1 - Scheibenwischanlage insbesondere fuer ein kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE2332407A1
Application number: DE19732332407
Authority: DE
Inventors: Peter Czerny; Max Kerscher
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-06-26
Filing date: 1973-06-26
Publication date: 1975-01-16
Also published as: DE2332407C2

Description

2 5. JUN11973

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Erlangen, den

Berlin und München Werner-v.-Siemens-Straße 50

VPA 73/4026 Wl/Sie

Scheibenwischanlage insbesondere für ein Kraftfahrzeug Zusatz zu Patent ... (Patentanmeldung P 22 34 330.2 VPA 72/4045)

Das Hauptpatent betrifft eine Scheibenwischanlage insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit einer elektronischen Steuereinrichtung, an die die Erregerwicklung eines Uraschaltrelais angeschlossen ist, dessen beweglicher Kontaktteil mit dem einen Anschluß eines Scheibenwischermotors, dessen Arbeitskontakt mit dem ersten Pol einer Stromquelle und dessen Ruhekontakt am beweglichen Kontaktteil eines in Steuerabhängigkeit vom Scheibenwischermotor stehenden Endlagenschalters angeschlossen ist, wobei der bei laufendem Scheibenwischermotor geschlossene Arbeitskontakt des Endlagenschalters ebenfalls mit dem ersten Pol der Stromquelle und der Ruhekontakt des Endlagenschalters mit dem anderen Anschluß des Scheibenwischermotors und dem zweiten Pol der Stromquelle verbunden ist, wobei die elektronische Steuereinrichtung ein Schaltverstärker ist, der zwei Transistoren mit zueinander komplementärer Zonenfolge mit parallel zur Stromquelle geschalteten Emitter-Kollektor-Strecken aufweist, wobei die Erregerspule des Umschaltrelais im Kollektorkreis eines ersten dieser beiden Transistoren liegt, wobei parallel zur Stromquelle zwei in Serie geschaltete ohmsche Widerstände liegen, die über eine Diode untereinander verbunden sind, wobei der erste Anschluß dieser Diode über ein RC-Glied mit dem beweglichen Kontaktteil des Endlagenschalters und die auf eine weitere Diode mit der Basis des zweiten der beiden Transistoren verbunden ist, wobei zum Dauerbetrieb der Scheibenwischanlage die Basis des zweiten der beiden Transistoren auf ein höheres Potential als der Emitter dieses Transistors schaltbar ist, wobei zum Intervallbetrieb der zweite Anschluß der zwischen den beiden ohmsc&en Widerständen liegenden Diode auf den ersten Pol der Stromquelle schaltbar ist und wobei die Basis des zweiten der beiden Transistoren zum Wischwaschbe-

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trieb der Scheibenwaschanlage mittels eines Schaltelementes, das durch ein Verzögerungsglied verzögert rückstellbar ist, auf ein höheres Potential als der Emitter dieses Transistors schaltbar ist.

Diese Seheibenwisehanlage hat den Vorzug, daß ihre Steuereinrichtung eine verbesserte Betriebssicherheit hat und daß ihre Fertigungskosten herabgesetzt sind, da die Anzahl der verwendeten Transistoren möglichst klein gehalten wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Seheibenwisehanlage noch weiter zu verbessern und ihre Pausenzeiten weitgehend unabhängig von der Temperatur und der Betriebsspannung zu machen. Ferner soll die Punktion der Schaltung der Steuereinrichtung dieser Seheibenwisehanlage durch Spannungseinbrüche an der Stromquelle nicht beeinträchtigt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Seheibenwisehanlage nach dem Hauptpatent erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement ein Schalttransistor mit komplementärer Zonenfolge zum zweiten Transistor des Sehaltverstärkers ist, dessen Emitter-Kollektorstrecke parallel zur Stromquelle liegt, sowie auf der Kollektorseite eine bezüglich der Stromquelle in Durchlaßrichtung gepolte Diode enthält und dessen Kollektor über diese Diode mit der Basis des zweiten Transistors des Schaltverstärkers verbunden ist, und daß das Verzögerungsglied einen im Basis-Emitter-Kreis des Schalttransistors liegenden Kondensator aufweist, der über einen Steuertransistor entladbar und zum Einleiten des Wischwaschbetriebes der Seheibenwisehanlage über einen Vorschaltwiderstand aus der Stromquelle aufladbar ist.

In Weiterbildung der Erfindung kann die Basis-Emitter-Strecke und die Emitter-Kollektor-Strecke dee Steuertransistors, der dieselbe Zonenfolge wie der Schalttransistor hat, über basis- bzw. kollektorseitige Vorschaltwiderstände parallel zur Stromquelle liegen und ein RC-Glied zwischen die Basis des Steuertransistors und den Kollektor des Schalttransistors geschaltet

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sein.

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Die Erfindung und ihre Vorteile seien anhand der Zeichnung näher erläutert:

Die Zeichnung zeigt das Schaltbild einer elektronischen Steuereinrichtung einer Scheibenwaschanlage gemäß der Erfindung. Diese Scheibenwischanlage ist sowohl zum Dauerbetrieb als auch zum Intervall- und Wischwaschbetrieb geeignet. Der Schaltverstärker der elektronischen Steuereinrichtung weist den npn-Transistor p₂ und den pnp-Transistor p., auf. Der Emitter des Transistors p., liegt an der Anschlußklemme 53a für den Pluspol einer Stromversorgungsquelle, z.B. einer Autobatterie, während sein Kollektor über einen Vorschaltwiderstand ri6 mit der Anschlußklemme 31 für den negativen Pol dieser Stromversorgungsquelle verbunden ist. Der Emitter des Transistors p₂ liegt über einem Vorschaltwiderstand r14 an der Klemme 31, während sein Kollektor über die in Serie geschalteten ohmsehen Widerstände r12 und r13 mit der Anschlußklemme 53a verbunden ist. Der Emitter des Transistors Pp ist auch über den ohmschen Widerstand r15 mit der Anschlußklemme 53a verbunden. Die Verbindungsleitung zwischen den ohmschen Widerständen r12 und r13 liegt an der Basis des Transistors p~. Die Erregerwicklung 53 eines Umschaltrelais 53e-liegt parallel zum ohmschen Widerstand ri6 und damit im Kollektorkreis des Transistors p,,. Der Ruhekontakt 3 des Umschaltrelais 53e liegt am beweglichen Kontaktteil 5 eines vom Scheibenwischermotor M gesteuerten Endlagenschalters 311>. Das bewegliche Kontaktteil 5 dieses Endlagenschalters 31b wird vom Motor M auf den Ruhekontakt 6 geschaltet, wenn die Wischerblätter ihre Ruhelage erreicht haben. Der Ruhekontakt 6 des Endlagenschalters 31b ist zusammen mit dem einen Anschluß des Motors M an der Anschlußklemme 31 angeschlossen, während der andere Anschluß des Motors M mit dem beweglichen Kontaktteil 2 des Umschaltrelais 53e verbunden ist. Der Arbeitskontakt 1 des Umschaltrelais 53e und der Arbeitskontakt 4 des Endlagenschalters 31b liegen an der Anschlußklemme 53a. Der bewegliche Kontaktteil 5 des Endlagenschalters 31b und

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damit auch der Ruhekontakt 3 des Umschaltrelais 53e ist über ein aus einem Kondensator k3 mit in Serie geschaltetem ohmschen Widerstand r10 bestehendes RC-Glied mit der Verbindungsleitung zwischen einem ohmschen Widerstand r8 und dem einen Anschluß einer Diode n3 verbunden. Der andere Anschluß der Diode n3 liegt über einen Vorschaltwiderstand r9 an der Anschlußklemme 31, während der ohmsche Widerstand r8 mit der Klemme 53a verbunden ist. Über eine Diode n5 ist die ferbindungsleitung zwischen dem ohmschen Widerstand r8 und der Diode n3 mit der Basis des Transistors p_? verbunden. Ferner liegt ein Eingang P über einen Vorschaltwiderstand r11 an der Basis des Transistors p_?. Ein weiterer Eingang 15b liegt an der Verbindungsleitung zwischen der Diode n3 und dem ohmschen Widerstand r9.

Ein Schaltelement, mit dem die Scheibenwischanlage auf Wischwaschbetrieb geschaltet werden kann, weist einen pnp-Schalttransistor p4 auf, dessen Kollektor über eine Diode n4 und einen Vorschaltwiderstand r17 mit der Klemme 31 und dessen Emitter mit der Klemme 53a verbunden ist. An der Verbindungsleitung zwischen der Diode n4 und dem Widerstand r17 ist der eine Anschluß des Widerstandes r11 angeschlossen. Die Basis des Schalttransistors p4 liegt am Mittelabgriff zwischen zwei ohmschen Widerständen r5 und r6, die zueinander und mit einem weiteren ohmschen Widerstand r16 und einer Diode n6 in Serie geschaltet sind. Die Diode n6 liegt an einem Taster 85» während der Widerstand r5 an der Klemme 53a angeschlossen ist. Die Diode n4 ist bezüglich der Stromquelle in Durchlaßrichtung gepolt. Der Emitter eines pnp-Steuertransistors p1 ist an der Klemme 53a und sein Kollektor über einen Vorschaltwiderstand r3 an der Klemme 3I angeschlossen. Die Basis dieses Steuertransistors p1 liegt ebenfalls über einen Vorscha.ltwiderstand r1 an der Klemme 3I. Ferner ist an der Verbindungsleitung zwischen der Basis des Steuertransistors p1 und dem Vorschaltwiderstand r1 einerseits und der Verbindungsleitung zwischen dem Kollektor des Schalttransistors p4 und der Diode n4 andererseits ein aus den Widerständen r2 und r7 sowie

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dem Kondensator k2 bestehendes RC-Glied geschaltet. Die Verbindungsleitung zwischen dem Kondensator k2 und dem Widerstand r7 liegt über eine Diode n2 am Taster 85. Mn Verzögerungsglied besteht aus einem im Basis-Emitter-Kreis des Schalttransistors p4 liegenden Kondensator k1, dessen einer Anschluß an der Klemme 53a und dessen anderer Anschluß mit der Verbindungsleitung zwischen den ohmschen Widerständen r6 und r16 und über eine Diode n1 an der Verbindungsleitung zwischen dem ohmschen Widerstand ri6 und der Diode n6 liegt. An der Verbindungsleitung zwische'n dem Kollektor des Steuertransistors p1 und dem Widerstand r3 einerseits und der Verbindungsleitung zwischen dem Widerstand r16 und der Diode n6 andererseits ist noch ein Widerstand r4 geschaltet. Das elektrische Antriebsaggregat WP einer Wasserpumpe liegt mit einem Anschluß an der Klemme 53a und mit dem anderen Anschluß am ortsfesten Kontaktteil des Tasters 85, an dem auch die Dioden n2 und n6 angeschlossen sind. Der bewegliche Kontaktteil des Tasters 85 liegt an der Klemme 31.

Zum Einschalten des Dauerbetriebes der Scheibenwischanlage wird der Eingang P über einen nicht dargestellten Schalter an eine positive Spannung, z.B. an die Spannung der Klemme 53a gelegt. Über den Widerstand r11 fließt Strom in die Basis des vorher gesperrten Transistors p2, der durchgesteuert wird, so daß das Potential an seinem Kollektor nahezu auf die Spannungsteilerspannung zwischen den ohmschen Widerständen ri4 und r15 absinkt und Strom über die ohmschen Widerstände r12 und r13 fließt. Durch den Spannungsabfall am ohmschen Widerstand r12 wird der Transistor p3 durchgesteuert, so daß Strom durch die Wicklung des Umschaltrelais 53e fließt. Der bewegliche Kontaktteil 2 wird dadurch auf den Arbeitskontakt 1 des Umschaltrelais 53e gelegt, und der am beweglichen Kontaktteil 2 angeschlossene Anschluß des Motors M erhält positive Spannung. Durch das Anlaufen des Motors M werden die Scheibenwischer bewegt und der mit dem Motor M mechanisch gekoppelte bewegliche Kontaktteil 5 des Endlagenschalters 31b wird auf den Arbeitskontakt 4 dieses Endlagenschalters 31b gelegt. Passieren die Scheibenwischer ihre End- oder Parklage, so

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wird dieser bewegliche Kontaktteil 5 jeweils auf den Ruhekontakt 6 des Endlagenschalters 31b geschaltet.

Beim Ausschalten des Dauerbetriebes wird der Eingang P von der positiven Spannung getrennt. Dadurch sperren die beiden Transistoren p2 und p3. Die Erregerspule 53 des Umschaltrelais 53e erhält keine Spannung, und sein bewegliches Kontaktteil 2 wird vom Arbeitskontakt 1 auf den Ruhekontakt 3 gelegt. Der Motor M erhält noch über den Arbeitskontakt 4 und den beweglichen Kontaktteil 5 des Endlagenschalters 31b sowie über den Ruhekontakt 3 und den beweglichen Kontaktteil des Relais 53e Spannung, bis die Scheibenwischer ihre Endoder Parklage erreichen und der bewegliche Kontaktteil 5 des Endlagenschalters 31b auf den Ruhekontakt 6 geschaltet wird. In dem Moment wird auch der Motor M durch Kurzschluß elektrisch gebremst.

Im Ruhezustand stellt sich über den ohmschen Widerstand r8, die Diode n3 und den ohmschen Widerstand r9 am Punkt P eine Spannung ein, die etwa so hoch ist, wie die am Emitter vom Transistor p2 liegende Spannungsteilerspannung zwischen den ohmschen Widerständen r1 4 und r15. Der Kondensator k3 liegt mit seinem Pluspol über den Ruhekontakt 6 des Endlagenschalters 31b auf dem Potential der Klemme 31 und mit seinem Minuspol auf dem Potential des Punktes P auf der Verbindungsleitung zwischen dem ohmschen Widerstand r8 und der Diode n3.

Zum Intervallbetrieb wird der Eingang 15b über einen nicht dargestellten Schalter an eine positive Spannung, z.B. an die Spannung der Klemme 53a, gelegt. Dadurch sperrt die Diode n3, und das Potential in Punkt P wird positiver. Die vorher sperrende Diode n5 wird durchlässig, so daß über den ohmschen Widerstand r8 Strom in die Basis des Transistors p2 fließt. Dadurch setzt dasselbe Schaltspiel für das Umschaltrelais 53e und den Endlagenschalter 31b wie beim Dauerbetrieb ein. Zugleich wird der Pluspol des Kondensators k3 über den Arbeitskontakt 4 des Endlagenschalters 31b an das Potential

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der Klemme 53a gelegt. Er lädt sich über den niederohmigen Widerstand r10 auf eine Spannung Ug₈^ - Up auf, die gleich der an den Klemmen 53a und 31 liegenden Spannung ILg ., verringert um die Spannung Up im Punkt P ist. Erreichen die Scheibenwischer ihre Ruhe- oder Parkstellung, so wird das bewegliche Kontaktteil 5 des Endlagenschalters 31b auf den Ruhekontakt 6 und damit der Pluspol des Kondensators k3 auf die Klemme 31 gelegt, so daß die Spannung im Punkt P auf den Wert U-n ++ + Up springt. Dadurch sperrt die Diode n5, und der Basisstrom vom Transistor p2 wird unterbrochen. Dadurch sperrt auch der Transistor p3, und der Motor M bleibt in Ruhelage. Der Kondensator k3 lädt sich über den ohmschen Widerstand r8 um, bis das Potential im Punkt P positiv genug ist, und der Transistor p2 wieder durchgesteuert wird. Die Intervallzeit, in der der Motor M in seiner Ruhelage und damit die Scheibenwischer in ihrer End- oder Parklage verharren, ist also durch das aus dem Kondensator k3 und dem ohmschen Widerstand r8 gebildete RC-Glied bestimmt. Diese Intervallzeit verstreicht erst nach Stillstand des Motors M, so daß die Drehzahl dieses Motors M und damit die Geschwindigkeit der Scheibenwischer keinen Einfluß auf diese Intervallzeit haben.

Der Wischwaschbetrieb der Scheibenwischanlage erfolgt vorrängig zum Intervallbetrieb. Er wird eingeschaltet, indem der Taster 85 gedrückt und sein ortsfester Kontaktteil mit der Klemme 31 verbunden wird. Bei nicht betätigtem Taster liegt sein ortsfester Kontaktteil über der Wasserpumpe WP an Plusspannung. Die Dioden n2 und n6 sind dann gesperrt, während der Transistor p1 über den Widerstand r1 durchgesteuert ist. Der Kondensator k1 ist entladen und der Kondensator k2 auf eine Spannung aufgeladen, die gleich der an den Klemmen 53a und 31 liegenden Batteriespannung vermindert um die Basis-Emitter-Spannung des Steuertransistors p1 ist. Der Schalttransistor p4 ist gesperrt. Wird der Taster 85 betätigt, so läuft die Wasserpumpe sofort an, und die Dioden n2 und n6 werden durchlässig, während der Kondensator k1 über den Widerstand r16 aufgeladen wird. Die Spannung am Kondensator k1

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wird über die Widerstände r6 und r5 geteilt. Nach Ablauf einer bestimmten Zeit (Einschaltverzögerung) sinkt die Spannung an der Basis des Schalttransistors p4 so weit ab, daß dieser Schalttransistor p4 durchgesteuert wird. Dadurch fließt Strom durch die Emitter-Basis-Strecke des Transistors p4> die Diode n4 und den Widerstand r11 in die Basis des Transistors p4, die Diode n4 und den Widerstand r11 in die Basis des Transistors p2, der ebenfalls durchgesteuert wird.

Die Diode n2 hält die Minusseite des Kondensators k2 trotz des durchgesteuerten Transistors p2 auf dem Potential der Klemme 31. Dadurch behält der Kondensator k2 während des Drückens des Tasters 85 seine Ladung.

Nach dem Abschalten des Tasters steigt die Spannung an der Minusseite des Kondensators k2 über den Widerstand r7 sehr schnell an. Dadurch wird die Spannung an der Basis des Steuertransistors p1 positiver als die Spannung an dessen Emitter, so daß der Steuertransistor p1 sperrt und der Schalttransistor p4 über die Widerstände r6, r16, r4 und r3 aufgesteuert bleibt. Der Scheibenwischermotor M läuft also während einer Nachlaufzeit trotz abgeschalteter Wasserpumpe weiter. Der Kondensator k2 entlädt sich über den Widerstand r1 so weit, bis der Steuertransistor p1 wieder durchgesteuert wird. Die Widerstände r1 und r7 sind so dimensioniert, daß die zulässige Sperrspannung des Steuertransistors p1 in keinem Betriebsfall überschritten wird. Nachdem der Steuertransistor p1 durchgesteuert ist, wird die Diode n1 durchlässig, und der Kondensator k1 entlädt sich sehr schnell über die Emitter-Kollektor-Strecke des Steuertransistors p1, den Widerstand r4 und die Diode n1. Dadurch sperrt der Schalttransistor p4 und unterbricht den Basisstrom des Transistors p2, so daß schließlich auch der Scheibenwischermotor M abgeschaltet wird.

Um ein Ansteuern des Scheibenwischermotors M durch kurzes unbeabsichtigtes Betätigen des Tasters 85 zu vermeiden, wird der Kondensator k1 über den hochohmigen Widerstand ri6 aufge-

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laden und - solange der Steuertransistor p1 nocht nicht gesperrt ist - über den niederohmigen Widerstand r4 und die Diode n1 entladen. Hierdurch wird ein Integrieren der durch unbeabsichtigtes kurzes Betätigen des Tasters 85 erzeugten Eingangsimpulse verhindert und eine konstante Einschaltzeitverzögerung gewährleistet.

3 Patentansprüche

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Claims

VPA 73/4026 Patentansprüche ? 3 3 ? 4 Q 7

Scheibenwischanlage insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit einer elektronischen Steuereinrichtung, an die die Erregerwicklung eines Umschaltrelais angeschlossen ist, dessen beweglicher Kontaktteil mit dem einen Anschluß eines Scheibenwischermotors, dessen Arbeitskontakt mit dem ersten Pol einer Stromquelle und dessen Ruhekontakt am beweglichen Kontaktteil eines in Steuerabhängigkeit vom Scheibenwischermotor stehenden Endlagenschalters angeschlossen ist, wobei der bei laufendem Scheibenwischermotor geschlossene Arbeitskontakt des Endlagenschalters ebenfalls mit dem ersten Pol der Stromquelle und der Ruhekontakt des Endlagenschalters mit dem anderen Anschluß des Scheibenwischermotors und dem zweiten Pol seiner Stromquelle verbunden ist, wobei die elektronische Steuereinrichtung ein Schaltverstärker ist, der zwei Transistoren mit zueinander komplementärer Zonenfolge und mit parallel zur Stromquelle geschalteten Emitter-Kollektor-Strecken aufweist, wobei die Erregerspule des Umschaltrelais im Kollektorkreis eines ersten dieser beiden Transistoren liegt, wobei parallel zur Stromquelle zwei in Serie geschaltete ohmsche Widerstände liegen, die über eine Diode untereinander verbunden sind, wobei der erste Anschluß dieser Diode über ein RC-G-lied mit dem beweglichen Kontaktteil des Endlagenschalters und über eine weitere Diode mit der Basis des zweiten der beiden Transistoren verbunden ist, wobei zum Dauerbetrieb der Scheibenwischanlage die Basis des zweiten der beiden Transistoren auf ein höheres Potential als der Emitter dieses Transistors schaltbar ist, wobei zum Intervallbetrieb der zweite Anschluß der zwischen den beiden ohmschen Widerständen liegenden Diode auf den ersten Pol der Stromquelle schaltbar ist und wobei die Basis des zweiten der beiden Transistoren zum Wischwaschbetrieb der Scheibenwischanlage mittels eines Schaltelementes, das durch ein Verzögerungsglied verzögert rückstellbar ist, auf ein höheres Potential als der Emitter dieses Transistors schaltbar ist, nach Patent ... (Patentanmeldung P 22 34 330.2 - VPA 72/4045),

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dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement ein Schalttransistor (p4) mit komplementärer Zonenfolge zum zweiten Transistor (p2) des Schaltverstärkers ist, dessen Emitter-Kollektor-Strecke parallel zur Stromquelle liegt sowie auf der Kollektorseite eine bezüglich der Stromquelle in Durchlaßrichtung gepolte Diode (n4) enthält und dessen Kollektor über diese Diode (n4) mit der Basis des zweiten Transistors (p2) des Schaltrerstärkers verbunden ist^und daß das Verzögerungsglied einen im Basis-Emitter-Kreis des Schalttransistors (p4) liegenden Kondensator (k1) aufweist, der über einen Schatltransistor (p1) entladbar und zum Einleiten des Wischwaschbetriebes der Scheibenwischanlage über einen Vorschaltwiderstand (r16) aus der Stromquelle aufladbar ist.
2. Scheibenwischanlage nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, daß die Basis-Emitter-Strecke und die Emitter-Kollektor-Strecke des Steuertransistors (p1) der dieselbe Zonenfolge wie der Schalttransistor (p4) hat, über Basis- bzw. kollektorseitige Vorschaltwiderstände (r1) und (r3) parallel zur Stromquelle liegen und daß ein RO-G-lied (k2, r2, r7) zwischen die Basis des Steuertransistors (p1) und den Kollektor des Schalttransistors (p4) geschaltet ist.
3. Scheibenwischanlage nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß des Kondensators (k2) des RC-Gliedes (k2, r2, r7), der auf der Seite des Kollektors des Schalttransistors (p4) liegt, beim Einleiten des Wischwaschbetriebes auf das Potential des Pols der Stromquelle schaltbar ist, an der der Vorschaltwiderstand (r1 ) der Basis des Steuertransistors (p1) angeschlossen ist.

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