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St euers chal tnn für eine Scrbeircheranlage
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Die Erfindung betrifft eine Steuerschaltung für eine Scheibenwischeranlage
mit nur einer Versorgungsleitung, insbesondere für Heckscheibenwischeranlagen, wobei
eine Steuerscheibe mit einer Kontaktlücke zur Markierung der Parkstellung-mit dem
Wischermotor in Wirkverbindung steht.
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Die immer häufigere Verbreitung von sogenannten Kombilimousinen mit
bezüglich der Verschmutzung und des -Regenablaufs ungünstigem Ansvellwinkel der
lIeckscheibe macht die e Verwendung eines Heckscheibenischers fast nnumlänglich.
Dies bringt besonders bei nachträglichem Einbau bezüglich der Verkabelung vom Motor
zum Schalter und einer Stromversorgungsstelle recht beträchtliche Schwierigkeiten
mit sich. So müssen fast durchweg Verkleidungen entfernt werden, um die Kabel verdeckt
an das Amaturenbrett zu führen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steuerschaltung zu finden, die
nur mit einer Versorgungsleitung, die natürlich leichter zu verlegen ist, zwischen
Motor und Schalter auskommt und trotzdem keine zusätzlichen, teueren Bauteile benötigt.
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Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß in der Vorsorgungsleitung
zwischen einem Bln-Aus-Schalter
und einer mit einem Schleifkontakt
des Motors in Wirkverbindung stehenden Schaltscheibe, die eine in der Bahn des Schleifkontaktes
liegende Kontaktlücke hat, ein Schaltelement mit Verzögerungscharakteristik angeordnet
ist. Die Kontaktlücke hat gerade die Größe, die eine sichere Kontaktunterbrechung
gewährleistet.
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Als Schaltelement ist ein Ralais verwendet.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Anker des Relais mit
einer Taste zur Handbetätigung versehen und dient somit gleichzeitig als Ein-Aus
ScDalter.
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In einer anderen Abwandlung des Erfindungsgedarkens besteht das Schaltelement
aus einem Thyristor. Ist dieser derzeit auch noch wesentlich teuerer als ein Relais,
so kann dessen Einsatz bei beengten Platzverhältnissen wegen der einfachen Schaltung
und dem geringen Raumbedarf durchaus interessant sein.
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Für den äußerst seltenen Fall, daß der Schleifkontakt in der Kontaktlücke
stehen bleibt, dies ist überhaupt nur im Winter bei Vereisung denkbar, ist in weiterer
Ausgestaltung der Erfindung zwischen der Versorgungsleitung und dem Motor eine die
Schaltscheibe umgehende, durch ein weiteres Schaltelement zu schaltende By-Pass-Leitung
vorgesehen. Als Schaltelement kann ein Bimetall- bzw Hitzdrahtschalter, ein Relais
oder ein Thyristor dienen Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden
anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
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Es zeigen Fig. 1 einen Schaltplan einer Steuerschaltung mit Ein-Aus-Schalter,
Relais und Schaltscheibe, Fig. 2 einen Schaltplan gemäß Fig. 1 mit kombiniertem
Relais und Ein-Aus-Schalter, Fig. 3 einen Schaltplan gemäß Fig. 1 mit einem Thyristor
als Schaltelement, Fig. 4 einen Schaltplan gemäß Fig. 2 mit zusätzlichem Bimetallschalter,
Fig. 5 eine Alternativlösung gemäß Fig. 4 mit Überstromsicherung und Fig. 6 eine
weitere Alternativlösung gemäß Fig.4.
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Der Motor 1 besitzt eine Schaltscheibe 2, die eine in der Bahn des
äußeren Schleifkontaktes 3 (Motorkontalct) liegende Kontaktlücke 4 hat. Diese ist
nur geringfügig breiter als der Schleifkontakt 3. Der innere Schleifkontakt 5 (Versorgungsleitungs1xontakt)
ist an die Versorgungsleitung 6', die zu einem Relais 7 und einem Schalter 8 führt,
angeschlossen und ist über diese an Masse 9 (gezeichnet) oder Spannung 15 schaltbar.
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Der Motor 1 wird durch die Betätigung des Schalters 8 eingeschaltet.
Durch den nun fließenden Strom zieht das Relais 7 an und bildet iiber den Arbeitskontakt
10
des Ankers eine elektrische lterbindungll,tzelche parallel zum
Schalter 8 liegt.
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Durch die Kontaktlücke 4 in der Schaltscheibe 2, die die Parkstellung
markiert, wird bei jeder Umdrehung bzw. bei jedem Wischzyklus eine kurzzeitige Stromunterbrechung
bewirkt, durch welche a)bei Stellung des Schalters auf "Aus" (Fig.1) das Relais
auf seinen nun mit Masse verbundenen Ruhekontakt abfällt. Wenn dann die beiden Schleifkontakte
3 und 5 wieder über die Schaltscheibe 2 Verbindung besitzten, trird der Motor 1
durch Kurzschluß in der Parkstellung abgebremst.
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b)bei Stellung des Schalters auf Ein des Relais während der Stromunterbrechung
kurzzeitig abfällt. Der Motor erhält nachdem der Schleifkontakt 3 die Kontaktlücke
4 durchlaufen hat sofort wieder Spannung und läuft weiter.
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Die Zeit der Stromunterbrechung durch die Kontaktlücke ist so kurz
(etwa 2-4 ms), daß selbst bei extrem schwergängigem Betrieb (Schneematsch) und bei
Unterspannung der Motor auf Grund des Schwungmomentes sicher die Kontaktlücke überläuft.
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Andererseits ist die Zeit lange genug, um einet sicheren Abfall des
Relais zu gewährleisten.
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Um absolute Sicherheit zu haben, daß der Schleifkontakt 3 nie in der
Kontaktlücke 4 stehen bleibt, wird auf den folgenden Seiten eine Schaltung mit entsprechenden
Zusatzbauteilen beschrieben.
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In Fig. 2 ist eine Schaltung dargestellt, bei der Relais und Schalter
zu einem Bauteil vereint sind. In der Beschreibung werden für identische Bauteile
die gleichen Bezugszeichen verwendet, für äquivalente Bauteile sind diese mit Indizes
versehen.
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Zum Einschalten des Motors 1 wird der Anker des Relais 7' mit der
Taste 12 aus der gezeichneten Aus-Stellung manuell niedergedrückt und mechanisch
gehalten. Sobald über den Arbeitskontakt 10' Strom fließt, wird der Anker zusätzlich
magnetisch gehalten.
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Die Versorgiingsspannung gelangt über die Versorgungsleitung 6, den
Schleifkontakt 5, die Kontaktscheibe 2 und den Schleifkontakt 3 an den Motor 1,
so daß dieser anläuft.
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Wird die Taste 12 während des Wischvorganges in die Stellung "Aus"
gebracht, bleibt der Anker solang magnetisch angezogen, bis der Strom durch die
Kontaktlücke 4 unterbrochen wird. Sodann fällt der Anker ab und verbindet die Versorgungsleitung
6 mit der Masse 9.
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Sobald der Schleifkontakt 3 wieder schließt, d.h. die Kontaktlücke
4 überlaufen hat, ist der Motor 1 kurzgeschlossen und stoppt exakt in der Parkstellung,
aus der er jederzeit wieder gestartet werden kann.
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In Fig. 3 ist eine Schaltung mit einem Thyristor anstelle des Relais
dargestellt. Bezüglich der Bezugs zeichen gilt das gleiche die bei Figur 2.
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Zum Einschalten des Motors 1 wird der Schalter 8'' geschlossen und
somit der Thyristor 7'' über den Widerstand 12 und den Gate-Anscliluß 13 gezündet.
Dadurch
gelangt die Versorgungsspannung von der Klemme 15 über den
Anoden-Xnschluß 14, den Katodenanschluß 16 in die Versorgungsleitung 6 und bewirkt
in bereits geschildeter Weise den Anlauf des Motors 1.
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Kurz vor der Parkstellung wird durch die nur wenige Winkelgrade breite
Kontaktlücke 4 (Parkstellungszone) der Strom kurzzeitig unterbrochen und der Thyristor
7" gesperrt. Bleibt der Schalter 8" geschlossen, läuft dieser sofort wieder an,
wenn der Schleifkontakt 3 auf der Schaltscheibe 2 Kontakt erhält. Wird der Schalter
81' während eines Wischvorganges auf Stellung "Aus" gebracht, also geöffnet, erfolgt
die Sperrung des Thyristors 7 nach dem Durchlauf des Schleifkontaktes 3 durch die
Kontaktlücke. Der Motorstrom wird unterbrochen, der Motor 1 läuft durch sein Schwungmoment
aus und bleibt kurz nach der Parkstellungszone stehen, aus der er jederzeit wieder
gestartet werden kann.
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Für den Fall, daß ein Schleifkontakt 3 oder 5, diese können natürlich
ohne Änderung der Funktion vertauscht werden, zufälliger-.ielse in der Kontaktlücke
4 der Schaltscheibe 2 stehen bleibt, sodaß der Motor 1 nicht mehr gestartet werden
könnte, erden in den folgenden Fig.
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4 bis 6 Schaltelemente beschrieben, die der Basisschaltung nach Fig.
2 parallel geschaltet sind. Natürlich sind diese Schaltelemente auch bei den Schaltungen
nach Fig. 1 und 3 verwendbar. Der Arbeitskontakt 10' wird durch die Taste 12 mechanisch
geschlossen und gehalten.
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Nach dem Anlaufen des Motors 1 öffnet der Bimetall schalter 16.
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Nach dem Ausschalten hält das Relais 7' noch solange geschlossen,
bis der Stromfluß durch die Kontaktlücke 4 in der Schaltscheibe unterbrochen wird.
:kann fällt das Relais 7' ab und legt die Versorgungsleitung 6 an Masse. Wenn die
Kontaktlücke 4 durchgelaufen ist, ist der Motor 1 kurzgeschlossen und wird somit
in der Parkstellung elektrisch abgebremst.
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Aber auch wenn der Schleifkontakt 5 in der Kontaktlücke 4 stehen bleibt,
was praktisch nur durch äußere Einwirkungen (z.B. Festfrieren oder überstarke Verschmutzung)
denkbar ist, kann der Motor 1 durch den Bimetallschalter 16 wieder gestartet werden.
Der Widerstand R dient zur Funkenlöschung. Die Wicklung des Bimetallschalters ist
als Stromwicklung ausgelegt.
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Figur 5 zeigt eine Schaltung mit Überstromsicherung.
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Die Einschaltung erfolgt wie bei dem vorab beschriebenen Beispiel.
Die Schaltscheibe 2 wird über den Bimetallschalter 16' der zwei Kontaktanschlüsse17
und 18 hat, versorgt. Wenn der Motor 1 angelaufen ist und der Kontakt 18 geöffnet
hat, erfolgt die Stromversorgung ausschließlich über den Kontakt 17. Dieser bleibt
bei normalem Stromfluß geschlossen, weil die Blattfeder 19, an die der Schleifkontakt
5 angeschlossen ist, auf Grund ihrer Vorspannung dem Bimetall 20 folgt. Wird das
Bimetall 20 mit einem Strom beheizt, der in der Größenordnung des Kurzschlußstromes
des Motors 1 liegt, kann die Blattfeder 19 dem Bimetall 20 nicht mehr folgen, wodurch
der Kontakt 17 ebenfalls geöffnet wird.
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(Überstromsicherung). Beim Abkühler des Bimetalls 20 schließt der
Kontakt 17 wieder.
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Die Figur 6 zeigt eine Schaltung mit einer Spannungsheizung des Bimetalls.
Falls beim Auslauf des Motors 1 der Schleifkontakt 5 zufällig in der Kontaktlücke
4 stehen geblieben ist, wird beim Einschalten durch die Taste 12 die über den Motor
1 an Masse liegende Heizwicklung 22 des Bimetalls 20 erwärmt. Dadurch schließt der
Kontakt 21 des Bimetallschalters 16", der Motor 1 läuft an und die Anschlüsse der
Heizwicklung 22 liegen beide weider an Pluspotential, so daß sich das Bimetall 20
abkühlt und den Kontakt 21 öffnet.
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Natürlich könnte an Stelle des Bimatallschalters auch ein Relais oder
ein elektronisches Bauteil verwendet werden.
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